Выбор промыслового трансформатора и расчет потерь

Напряжения

Трансформаторы предназначены для питания установок погружных центробежных насосов от промысловой сети переменного тока напряжением 380 или 6000В, частотой 50Гц. Для поддержания необходимого напряжения на зажимах погружного двигателя при изменениях потерь напряжения в кабеле и других элементах питающей сети, а также для возможности питания двигателей с различными номинальными напряжениями (от 380В до 2000В) выпускаются промысловые трансформаторы со ступенчатой регулировкой напряжения на стороне высшей обмотки. Зажимы низшего напряжения (первичные) присоединяются к промысловой сети, а вторичные (высшего напряжения) к кабельной линии. Промысловые трансформаторы выпускаются по ТУ16–517.685– 77 «Промысловые трансформаторы серии ТМПН». Основные параметры трансформаторов данной серии приведены в таблице 2.6.

Табл.2.6

Параметры трансформаторов промысловых

Продолжение табл. 2.6

При наличии в промысловой станции управления работой УЭЦН оборудования для бесступенчатого частотно – токового регулирования скорости вращения ротора электродвигателя УЭЦН необходимо обмотку низшего напряжения трансформатора подключить через фильтрующее устройство к выходу преобразователя частоты промыслового напряжения 380В, 50Гц. При этом одновременно с изменением частоты следует изменять напряжение, подводимое к трансформатору Это необходимо для регулирования магнитного потока, чтобы избежать магнитного насыщения, роста потерь в стали или резкого уменьшения электромагнитного момента погружного электродвигателя. Если пренебречь активным сопротивлением обмотки ротора, то напряжение и частота должны быть связаны зависимостью:

(2.53)

При регулировании частоты вращения с постоянным моментом и закон управления напряжением и частотой получается пропорциональным:

(2.54)

При регулировании с постоянной мощностью:

(2.55)

и закон управления получается в виде зависимости:

(2.56)

Эти законы управления являются наиболее распространенными на практике при бесступенчатом частотно-токовом регулировании скорости вращения

УЭЦН.

Для выбора типоразмера промыслового трансформатора необходимо знать параметры его выходной энергии. Действующее значение напряжения:

(2.57)

типовую мощность :

(2.58)

По типовой мощности и напряжению выбирается подходящий трансформатор (таблица 2.6) типа ТМПН – 100/2400 с номинальной мощностью 100 кВА и напряжением холостого хода на стороне выходной обмотки, регулируемым ступенчато от 626 до 2400В. Параметры трансформатора приведены в таблице 2.7.

Табл. 2.7

Параметры трансформатора ТМПНГ – 100/2400

Номинальное напряжение вторичной обмотки составляет 1509В. Масса трансформатора не более 750 кг.

Величина потерь активной мощности в трансформаторе:

(2.59)

кВт

где потери холостого хода (потери в стали); потери короткого замыкания, примерно равные потерям в обмотках; коэффициент загрузки трансформатора (отн. ед).

Это отношение фактической нагрузки трансформатора к его номинальной мощности:

^{, (2.60)}

Величина потерь реактивной мощности в трансформаторе:

, (2.61)

кВАр

, (2.62)

кВАр

, (2.63)

кВАр

где – потери реактивной мощности на намагничивание; – потери реактивной мощности рассеяния в трансформаторе при номинальной нагрузке; – номинальная мощность трансформатора.

Далее определяются параметры Г – образной схемы замещения трансформато- ра(рисунок 2.7).

Рис. 2.7. Г – образная схема замещения трансформатора напряжения:

– приведенная нагрузка; , – приведенные суммарные активные и индуктивные сопротивления обмоток; проводимость намагничивания; – проводимость активных потерь (потери в стали).

Определяется активное и индуктивное сопротивление трансформатора:

, (2.64)

Ом

, (2.65)

Ом

Проводимость активных потерь:

, (2.66)

См

Проводимость намагничивания:

, (2.67)

Потери напряжения в трансформаторе:

, (2.68)

где активная и реактивная составляющие типовой мощности трансформатора. Потери напряжения, пересчитанные на высокую сторону трансформатора.

В

Напряжение холостого хода промыслового трансформатора выбирается ближайшим к расчетному значению напряжения U₁ и составляет U_хх= 1108В.

(2.69)

В

Отклонение напряжения на погружном электродвигателе от номинального значения с учетом потерь в кабельной линии и в трансформаторе :

, (2.70)

Отклонение напряжения на двигателе не превышает допустимого значения 5%.