Диплом (1094907), страница 23

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 23)

Электрическая схема внутренних и внешних соединений обмоток трансформатора-преобразователя трехфазной системы напряжений и токов в двухфазную приведена на рис.4.3.1.

Примерная векторная диаграмма напряжений такого трансформатора-преобразователя, приведена на рис..4.3.3.

Рис.4.3.1. Электрическая схема соединений обмоток трансформатора-преобразователя трёхфазной системы напряжений и токов в двухфазную при соединении обмотки НН звездой с изолированной нейтралью.

Рис.4.3.2. Векторная диаграмма напряжений и токов, силового трансформатора

Из векторной диаграммы рис.4.3.2 и условий симметрии (3.4 - 3.5) вытекают дополнительные требования обеспечения симметрии двухфазных напряжений и токов. Поскольку напряжения во вторичной обмотке ВН при равенстве чисел витков всех фаз связаны соотношением

U_α = U_AB = U_AX – U_BY = √3U_AXexp30° = √3U_BYexp150° = j√3U_β =j√3U_CZ, то ток I_β в фазе β согласно (3.5) должен быть больше тока l_α в фазе α в √3 раза.

С другой стороны, при требовании равенства сопротивлений нагрузки Z_α=Z_β и соответственно токов фаз l_α = I_β условие (3.5) может быть выполнено за счет неодинакового числа витков обмоток ВН. Для этого число витков в обмотке W_CZ должно быть в √3 раз больше, чем в обмотке W_AX = W_BY, либо числа витков обмоток W_AX = W_BY должны быть в √3/2 раза меньше числа витков обмотки W_CZ.

В тоже время, для симметрирования токов в первичной обмотке трансформатора требуется на стороне ВН данного трансформатора ввести дополнительные обмотки W’_AX=W’_BY по числу витков равные √3/2W_CZ, при соотношении обмоток ВН: W_AX=W_BY=W_CZ, и включенные последовательно с обмоткой W_CZ, тогда ток протекающий по нагрузке:

l_α =√3/2*I_AX=√3/2*I_BY…………………………………….…….……(3.6)

I_β=I_CZ+√3/2*I’_AX+√3/2*I’_BY……………….…………………….……(3.7)

напряжение приложенное к нагрузке:

U_α =√3*U_AX=√3*U_BY……………………………………………….…(3.8)

U_β=U_CZ+√3/2*U’_AX+√3/2*U’_BY.…………….……………………..…(3.9)

На основании (3.6 и 3.7) получаем ток в первичной обмотке:

l_a*К_Т=√3/2*I_AX+√3/2*I’_AX…………………………………………….(3.10)

l_b*К_Т=√3/2*I_BY+√3/2*I’_BY……………………………………..……..(3.11)

I_c*К_Т=I_CZ………………………………………………………….…..(3.12)

Для проверки практической реализуемости силового трансформатора-преобразователя трехфазной системы напряжений и токов в двухфазную были проведены экспериментальные исследования на маломощной модели серийного трехфазного трансформатора типа ТСЗИ-2,5 380-220\36В мощностью 2,5 кВ*А с обмоткой ВН 380\220 В и обмоткой НН 36 В (Трансформатор сухой защищенный инструментальный). В одной из фаз вторичной обмотки НН число витков было увеличено в √3 раз. Трансформатор соединялся по схеме рис.4.3.1. Некоторые результаты испытаний приведены в таблице 4.3.1.

Таблица 4.3.1. Результаты испытаний макетного трансформатора типа ТСЗИ-2,5 380-220\36В

Режим	Обмотка ВН			Обмотка НН
	А-Х	B-Y	C-Z	α	β
Напряжение, В	230	222	222	42	41
Холостой ход, А	1,4	1,04	1,24	—	—
Нагрузка, А	4,0	4,0	4,0	18,7	18,5

На основании результатов проведенных исследований сделана разработка и изготовлен силовой трансформатор-преобразователь трехфазных напряжений и токов с параметрами промышленной частоты в двухфазную, соответствующую требованиям электропитания тепловыделяющих линий системы обогрева транспортной трубы нефтепровода. Трансформатор-преобразователь выполнен на базе серийного трансформатора ТСА-400М 5-93.

С целью обеспечения возможности ступенчатого регулирования напряжения и мощности обогрева транспортной трубы нефтепровода в обмотках трансформатора-преобразователя выполнены ответвления. Параметры ступеней напряжения и мощности трансформатора-преобразователя приведены в таблице.

Таблица 4.3.2. Параметры ступеней напряжения и мощности трансформатора-преобразователя

№ п\п	Схема соединений обмоток ВН		Схема соединений обмоток НН	Напряжение		Мощность
	Выводы	Установка перемычек		кВ	%	кВт	%
1	А-Х; B-Y; C-Z	Х2-ХЗ; Y2-Y3: Z2-Z3	Δ	3,4	100	540	100
2	А-Х; B-Y; C-Z	Х4-Х5; Y4-Y5; Z4-Z5	Δ	3,15	93	460	86
3	A1-X;B1-Y; C1-Z	Х2-ХЗ; Y2-Y3: Z2-Z3	Δ	2,72	80	346	64
4	А1-Х; B1-Y; C1-Z	Х4-Х5; Y4-Y5; Z4-Z5	Δ	2,47	73	286	53
5	А-Х; B-Y; C-Z	Х2-ХЗ; Y2-Y3: Z2-Z3		1,96	58	180	33
6	А-Х; B-Y; C-Z	Х4-Х5; Y4-Y5; Z4-Z5		1,82	53	155	29
7	А1-Х; B1-Y; C1-Z	Х2-ХЗ; Y2-Y3: Z2-Z3		1,57	46	115	21
8	А1-Х; B1-Y; C1-Z	Х4-Х5; Y4-Y5; Z4-Z5		1,43	42	95	18

Таблица 4.3.3. Обмоточные данные силового трансформатора ТСА-400М 5-93

Номинальные данные

Номинальное линейное напряжение

на стороне первичной обмотки (НН)...................………......................... 380 В

Номинальный фазный ток

на стороне первичной обмотки (НН) .................……..…..........................476 А

на стороне вторичной обмотки (ВН) ................……....……............….........83 А

На рис.4.3.3. приведена электрическая схема переключения ступеней мощности изготовленного силового трансформатора ТСА-400/15-93.

Топографическая и векторная диаграммы напряжений трансформатора-преобразователя, соответствующая рис.4.3.1, приведена на рис.4.3.4.

При построении диаграммы принято, что

- начальная фаза напряжения на фазе "а-х" обмотки НН равна нулю;

- последовательность чередования фаз - стандартная прямая А-В-С-А-....;

- напряжение фазы "А-Х" обмотки ВН в противофазе с напряжением фазы "а-х" обмотки НН;

- начало координат для топографической диаграммы соответствует нулевому потенциалу;

- общее число витков и напряжение фазы "C-Z " обмотки ВН в √3 раз больше чисел витков и соответственно напряжений фаз "B-Y" и "А-Х".

На рис.4.3.5 приведена топографическая и векторная диаграммы напряжений трансформатора-преобразователя совместно с тепловыделяющими линиями, соответствующая рис.4.3.1.

Поскольку обратные провода тепловыделяющих линий соединены между собой, с точкой соединения концов "В" и "Z" фаз обмотки ВН и заземлены и, следовательно, имеют одинаковый нулевой электрический потенциал, то векторы напряжений U_AB и U_CZ перенесены своими концами "В" и "Z" в начало координат. При этом величина вектора напряжения U_CZ = √ЗU_AX = √3U_BY.

Рис. 4.3.3. Электрическая схема переключения ступеней мощности силового трансформатора ТСА-400/15-93

Рис.4.3.4. Топографическая и векторная диаграммы напряжений трансформатора-преобразователя, соответствующие рис.4.3.1.

Характеристики

Список файлов ВКР