1.4. Контрольные вопросы
1. Объясните принципиальную схему лабораторной установки и назначение отдельных её элементов.
2. Каковы причины изменчивости параметров режимов работы СЭПП во времени?
3. Объясните назначение каждого из элементов схемы замещения трансформатора.
4. Какие потери мощности имеются в трансформаторах и от чего они зависят?
5. Как определяют потери электроэнергии в промышленных электросетях?
6. Неравномерность режимов электропотребления осложняет и ухудшает работу электроэнергетических систем. Почему?
Лабораторная работа 2 «исследование экономически целесообразного режима работы трансформаторов цеховой тп»
2.1. Цель работы
Изучение метода расчета и способа реализации экономически целесообразного режима работы трансформаторов подстанции.
2.2. Основные теоретические положения
При работе одного трансформатора потери мощности при нагрузке S(t)
(2.1)
Для двухтрансформаторной подстанции с одинаковыми параллельно включенными трансформаторами, при неизменном напряжении и при переменной нагрузке S(t) потери мощности изменяются во времени:
P(t)=2Pхх +2Pкз (S(t) /2Sном )2 (2.2)
(2.3)
где
- коэффициент загрузки однотрансформаторной
подстанции (и в уравнении (2.1), и в уравнении
(2.3) );
Pхх - потери активной мощности в сердечнике при холостом ходе трансформатора;
Pкз - потери активной мощности в обмотках при номинальнотоковом коротком замыкании трансформатора (потери активной мощности в обмотках трансформатора при номинальной нагрузке);
Sном - номинальная мощность одного трансформатора;
S(t) – суммарная нагрузка всех трансформаторов подстанции.
Зависимости (2.1) и (2.3) потерь активной мощности в трансформаторах от нагрузки, отражаемой полной мощностью S, показаны на рис. 2.1.
Пересечение кривых 1 и 2 соответствует нагрузке SA, для которой потери активной мощности в двух трансформаторах равны потерям активной мощности при работе одного трансформатора. Таким образом, при S(t)SА целесообразна работа на подстанции одного трансформатора, при S(t) > SА целесообразна работа на подстанции двух трансформаторов.
Величину SА можно вычислить, приравняв правые части выражений (2.1) и (2.3):
(2.4)
Опуская промежуточные преобразования, получим
(2.5)
Рис. 2.1. Потери активной мощности в трансформаторах подстанции
в зависимости от нагрузки S.
В лабораторной работе исследуем экономически целесообразный режим работы одного или двух трансформаторов подстанции на суточном интервале времени.
2.3. Порядок выполнения работы
2.3.1. На основании таблицы 1.2. (см. лаб. раб. № 1) построить почасовой суточный график нагрузки S(t) трансформатора Т4.
Рассчитать величину SA для цеховой ТП (Т3, Т4) и нанести ее на построенный почасовой суточный график нагрузки, (т.е. полной мощности) трансформатора Т4 подстанции.
2.3.2. Для построения графиков в координатах рис.2.1 заполняем ячейки таблиц 2.1 и 2.2 на основании данных о трансформаторах (таблица Вв.1.) и результатов расчетов по формулам (2.1), (2.3).
2.3.3. На основании таблицы 2.1 построить график ΔРТ4 в координатах рис. 2.1.
2.3.4. На основании таблицы 2.2 построить график ΔРТ4,Т3 в координатах рис. 2.1.
2.3.5. На основании таблицы 1.2 (см. лаб. раб. № 1), почасового суточного графика нагрузки S(t) трансформатора Т4 и формулы 2.2 заполняем ячейки таблицы 2.3.
Таблица 2.1
Данные расчета ΔР и других параметров
трансформаторной подстанции (Т4)
Номер часа суток |
Параметр |
||||||||
S |
ΔРхх |
ΔРкз |
Кз |
(Кз)2 |
(ΔРкз)×(Кз)2 |
ΔРТ4 |
|
|
|
кВА |
кВт |
кВт |
|
|
кВт |
кВт |
|
|
|
|
0 SА 0,2SН0,4SН 0,6SН 0,8SН 1,0SН 1,2SН 1,4SН 1,6SН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2
Данные расчета ΔР и других параметров
трансформаторной подстанции (Т4, Т3)
Номер часа суток |
Параметр |
||||||||
S |
Кз |
(Кз)2 |
2ΔРхх |
0,5ΔРкз |
(0,5ΔРкз)×(Кз)2 |
ΔРТ4,Т3 |
|
|
|
кВА |
|
|
кВт |
кВт |
кВт |
кВт |
|
|
|
|
0 SА 0,2SН0,4SН 0,6SН 0,8SН 1,0SН 1,2SН 1,4SН 1,6SН 1,8SН 2SН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3
Данные расчета ΔР и других параметров
для почасового суточного режима работы подстанции (Т4)
Номер часа суток |
Параметр |
||||||||
S |
ΔРхх |
ΔРкз |
Кз |
(Кз)2 |
(ΔРкз)×(Кз)2 |
ΔРТ4 |
ΔWТ4 |
|
|
кВА |
кВт |
кВт |
|
|
кВт |
кВт |
кВт×ч |
|
|
0 1 … 24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
? |
|
|
|
? |
? |
|
|
2.3.6. На основании таблицы 2.3. отметить на полученных по пункту 2.3.3 (в координатах рис.2.1) графиках точки, соответствующие S(t) суточного почасового графика нагрузки трансформатора Т4.
2.3.7. На основании пунктов 2.2., 2.3.1. определить моменты времени включения и отключения трансформатора ТЗ.
При автоматическом включении и отключении трансформатора Т3 выставить необходимые уставки по времени суток на коммутационном поле лабораторного стенда.
2.3.8. Подготовиться к регистрации графиков токов I2 и I3 в зависимости от времени суток (представление о характере нагрузки может быть получено из графика электрической нагрузки, представляющего кривую изменения нагрузки во времени Р(t), Q(t), S(t) или I(t), поэтому в работе рекомендуется снимать показания амперметров А2, А3 в зависимости от времени суток и внести в соответствующие ячейки таблиц измерений и вычислений).
Таблица 2.4
Нагрузка по токам трансформаторов ТЗ и Т4.
Номер часа суток |
Работает трансформатор (да+, нет-) |
Параметр |
Работает трансформатор (да+, нет-) |
Параметр |
Работает трансформатор (да+, нет-) |
Параметр |
||||||
I2 |
I3 |
I2 |
I3 |
I2 |
I3 |
|||||||
ТЗ |
Т4 |
А |
А |
ТЗ |
Т4 |
А |
А |
ТЗ |
Т4 |
А |
А |
|
1 … 24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ + + |
+ + + |
|
|
|
Лабораторная работа № 1 |
Лабораторная работа № 2 |
|
|||||||||
2.3.9. Включить установку и регистрировать изменения токов I2 и I3. При этом трансформатор Т3 включается и отключается в определённые моменты времени согласно п. 2.3.8. Результаты измерений записать во вторую часть таблицы 2.4.
2.3.10. По полученным данным (вторая часть таблицы 2.4.) построить суточные графики нагрузки по токам для трансформаторов ТЗ и Т4.
2.3.11. Рассчитать потери электроэнергии в трансформаторах ТЗ и Т4 и экономию электроэнергии, полученную за счет реализации экономически целесообразного режима работы трансформаторов по отношению к постоянной работе одного трансформатора (см. п. 1.3.6 предыдущей лабораторной работы).
2.3.12. Рассчитать потери электроэнергии в трансформаторах ТЗ и Т4 для такого режима, когда они постоянно включены в течение суток (третья часть таблицы 2.4.). Сравнить эти потери с потерями при экономически целесообразном режиме работы.
2.3.13. Оформить отчет по лабораторной работе, который должен содержать:
- расчет величины SA ;
- расчет (таблицы 2.1. и 2.2.) и построение в масштабе зависимостей потерь (ΔР) в трансформаторах от их загрузки (в координатах рис.2.1);
- почасовой суточный график полной мощности трансформатора Т4 подстанции, построенный в работе №1, с отметкой SA ;
- таблицу 2.3;
- обоснование выбора уставок времени для реализации экономически целесообразного режима работы трансформаторов;
- таблицу 2.4., графики токов I(t) трансформаторов ТЗ и Т4 до и после реализации экономически целесообразного режима их работы;
- расчет и графики потерь для режима постоянной работы в течение суток трансформатора Т4 (составьте таблицу);
- расчет и графики потерь для режима постоянной работы в течение суток двух трансформаторов ТЗ и Т4 (составьте таблицу);
- расчет и графики потерь, оценку экономии электроэнергии, полученной за счет реализации экономически целесообразного режима работы трансформаторов, по отношению к режимам постоянной работы только одного и двух трансформаторов (составьте таблицу);
- выводы по работе.