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

Параметры	ТМПН 40/463	ТМПН 63/611	ТМПН 63/856	ТМПН 100/736	ТМПН 100/844
Номинальная мощность, кВА
Напряжение х. х. вторичной обмотки	370 – 495	391 – 675	657 – 1023	475 – 736	633 – 958
Ступень регулирования, В				27 – 32	35 – 38
Потери х. х., кВт	0,19	0,265	0,265	0,365	0,365
Потери к. з., кВт	0,88	1,28	1,28	1,97	1,97
Ток х. х., %		2,8	2,8	2,6	2,6
Напряжение к.з.,%	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5

Продолжение табл. 2.6

Параметры	ТМПН 100/1170	ТМПН 100/1160	ТМПНГ 100/2400
Номинальная мощность, кВА
Напряжение х. х. вторичной обмотки	920 – 1170	1270 – 1610	1750 – 2210
Ступень регулирования, В
Потери х. х., кВт	0,365	0,365	0,54
Потери к. з., кВт	1,97	1,97	1,97
Ток х. х., %	2,6	2,6	2,6
Напряжение к. з., %	5,5	5,5	5,5

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

Тип	Ступень регулирования	Потери х. х. кВт	Ток х. х., %	Потери к.з., кВт	Напряжение к. з., %
ТМП 100/2400		0,54	2,6	1,97	5,5

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).