發(fā)電廠電氣部分課設(shè)

1、發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計 專 業(yè):電氣工程及其自動化 班 級:電姓 名:學 號:2指導教師:蘭州交通大學自動化與電氣工程學院 2013年 7月 12日1 設(shè)計原始題目1.1 具體題目某發(fā)電廠中發(fā)電機 變壓器單元接線的升壓變壓器為三相三繞組自耦變壓 器 , 其 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 如 下 :額 定 容 量 為 240/240/120, 額 定 電 壓 為 242/121/15.75kV, 額定短路損耗為 12400kW p -=、 13320kW p -=、 23340kW p -=,額定空載損耗為 0130kW p =。(1 計 算各繞組在以下 4種運行方式中的負荷(設(shè)各側(cè)負荷功率因數(shù)相等 110k

2、V 側(cè)斷開,發(fā)電機向 220kV 系統(tǒng)輸送 220kV 側(cè)斷開,發(fā)電機向 110kV 系統(tǒng)輸送 發(fā)電機和 110kV 系統(tǒng)各向 220kV 系統(tǒng)輸送 發(fā)電機和 220kV 系統(tǒng)各向 110kV 系統(tǒng)輸送 (2 用兩種方法計算變壓器在上述四種運行方式下各自的總損耗。1.2 要完成的內(nèi)容了解自耦變壓器的組成、運行方式的種類以及熟悉其定量計算的原則和公式, 并理解自耦變壓器的優(yōu)缺點。本次題目就是通過自耦變壓器的不同運行方式的定 量計算來讓我們學生了解其中的不同和變化之處。2 設(shè)計課題的計算與分析2.1 計算的意義自耦變壓器的運行方式有聯(lián)合運行方式、 純自耦運行方式及純變壓運行方式 3種。本次的計算讓

3、我更加清楚不同運行的方式下系統(tǒng)中的功率交換的方向、三繞 組自耦變壓器在聯(lián)合運行方式下的繞組上電流的分布和流動情況,以及在純變壓 運行方式下最大傳輸功率和額定容量的聯(lián)系。 2.2 計算中需要的公式推導及注釋低、高壓側(cè)向中壓側(cè)送電,中、低壓側(cè)功率因數(shù)相同時為:(32b s S S K S += (1當中、低壓側(cè)功率因數(shù)相同時為:(c b 233=S K S S S +-(2低、中壓側(cè)向高壓側(cè)送電,串聯(lián)繞組中的負荷為:12121b 11( U U S U U I S K S U -=-= (3 純變壓運行方式下的各繞組負荷為:(s 31c b 3b 1t 3111, b b S K S K S S

4、K S K S S S S =-=-=, (4式中:123S S S 、 、 高、中、低壓之路的額定短路損耗。 c 、 s 、 t 各繞組間未歸算的電路損耗為:s c 12c t 232b s t b 121323b b 11(1 P P P P K P K a P P P K K -=-=-+-(5 式中:s c c t s t P P P -、 、 串聯(lián) 公共、 公共 第三及串聯(lián) 第三繞組間未歸算 短路損耗。a 第三繞組的額定容量 N3S 與自耦變壓器標準容量 a S比,即 N3a =a S S 。 由各繞組間損耗求各繞組以標準容量 a S 為基準的損耗:c s t c t s t 22s

5、 s c c t c t c2110.5( 1P P P P a a P P P P P P a -=+-=-=-(6式中:c s t P P P 、 、 公共、串聯(lián)、第三繞組的損耗。 求總損耗:222c s t 0c s t a a a( ( S S SP P P P P S S S =+ (7 式中:c s t S S S 、 、 公共、串聯(lián)、第三繞組的負荷。 當高、低壓側(cè)功率因數(shù)相同時,有:c b 13=+S K S S (8由式 3、式 7得各繞組的負荷為:s c 32t 320, , S S S S S S S = (92.3 對自耦變壓器負荷損耗的分析三繞組自耦變壓器的有功損耗的求

6、解中,自耦變壓器中,高壓 低壓繞組和中壓 低壓繞組的短路損耗是以低壓繞組的額定容量為基準的,因此,在計算時,應(yīng) 將、歸算到以自耦變壓器的額定容量為基準,即、值應(yīng)除以 a 系數(shù)的平方。其中, a =1,即低壓繞組額定容量對自耦變壓器額定容量之比值。求總的有功損耗時,可 分別求出公共繞組 (c繞組 , 串聯(lián)繞組 (s繞組 和第三繞組 (t繞組 的有功損耗, 然后 相加。根據(jù)短路試驗,試驗接線圖如圖 1所,涉及其中的公式如公式 5所示。 uu(a 串聯(lián)繞組 公共繞組短路試驗 (b 公共繞組 第三繞組短路試驗 utu(c 串聯(lián)繞組 第三繞組短路試驗 (d 高壓繞組 第三繞組短路試驗圖 1 自耦變壓器短

7、路試驗接線圖2.4 詳細計算變壓器的效益系數(shù)為:N2b 12N111211110.5242U K k U =-=-=-=公共、串聯(lián)繞組容量均為:0.5200=100(MVA ; a =1(1 不同運行方式下的各繞組的負荷計算。 運行方式 1屬于低 -高壓側(cè)間純變壓方式。由公式 3及公式 4得501005. 01b 3b s =S K S K S (MVA(c b 3b 11110.510050S K S K S =-=-=-=(MVAt 31100S S S =(MVA此時,串聯(lián)、公共繞組均只帶 50%負荷,低壓繞組滿負荷。 運行方式 2屬于低 -中壓側(cè)間純變壓方式。 由公式 9得s 0S =

8、c 32100S S S =(MVA t 32100S S S =(MVA此時,串聯(lián)繞組無負荷,公共、低壓繞組均滿負荷。 運行方式 3屬于聯(lián)合運行方式一(低、中壓側(cè)向高壓側(cè)送電 。由公式 1及公式 2得(s b 230.5100100100S K S S =+=+=(MVA (01001001005. 0332b c =-+=-+=S S S K St 32100S S S =(MVA此時,公共繞組無負荷,串聯(lián)、低壓繞組均滿負荷。 運行方式 4屬于聯(lián)合運行方式二(低、高壓側(cè)向中壓側(cè)送電 。由公式 2及公式 8得s b 10.510050S K S =(MVA 1501001005. 031b

9、c =+=+=S S K S (MVAt 3100S S =(MVA此時,串聯(lián)繞組只帶 50%負荷,公共繞組過負荷 50%,低壓繞組滿負荷。需降低 發(fā)電機輸出功率。(2 運行方式 3的損耗計算。發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計報告 通過求 c 繞組、s 繞組、t 繞組的短路損耗計算 由公式 5、6、7 可得 DPs - c = DP1- 2 = 400 (kW DPc - t = DP2- 3 = 340 (kW DPs - t = (1 - K b a 2 DP1- 2 + = (1 - 0.5 ´1´ 400 + 320 0.5 - (1 - 0.5 ) 340 0.5 = 50

10、0(kW 1 - Kb 1 DP1- 3 - DP2- 3 Kb Kb DPc = 0.5(DPs -c + = 120(kW 1 1 DPc - t - 2 DPs - t 2 a a = 0.5(400 + 340 - 500 DPs = DPs- c - DPc = 400 - 120 = 280(kW 1 DPc- t - DPc = 340 - 120 = 220( kW) a2 S S S DP = DP0 + ( c 2 DPc + ( s 2 DPs + ( t 2 DPt Sa Sa Sa DPt = = 130 + (50 120 ´ 120 + (50 120&

11、#180; 280+ ( 100 120 ´ 220 ) = 352.2 ( kW ) DP = DP0 + ( = 130 + (100 120 ´120 + (0 120 ´ 280 + (100 120 ) ´ 220 = 366.1( kW ) Sc 2 S S DPc + ( s 2 DPs + ( t 2 DPt Sa Sa Sa 5 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計報告 DP = DP0 + ( = 130 + (0 120 ´120 + (100 120 ´ 280 + (100 120 ) ´ 220 = 477.2

12、 ( kW ) Sc 2 S S DPc + ( s 2 DPs + ( t 2 DPt Sa Sa Sa DP = DP0 + ( = 130 + (150 120 ´120 + (50 120 ´ 280 + (100 120 ) ´ 220 = 518.9 ( kW ) Sc 2 S S DPc + ( s 2 DPs + ( t 2 DPt Sa Sa Sa 3 總結(jié) 通過對同一自耦變壓器的幾種不同的運行方式的計算，分別求出其的負荷和 總損耗。由結(jié)果可明白，當?shù)蛪簜?cè)和中壓側(cè)同時向高壓側(cè)送電時，其串聯(lián)繞組的 電流較大，公共繞組中負荷較小。因此，其中最大的傳輸功率會受到串聯(lián)繞組容 量的限制。同時，總的損耗也較大。當高壓側(cè)和低壓側(cè)同時向中壓側(cè)送電時，串