Анализ эффективности использования различных типов трансформаторов

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УНИВЕРСИТЕТСКИЙ КОЛЛЕДЖ
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования
«Оренбургский государственный университет»
Электротехническое отделение
Предметно-цикловая комиссия электроснабжения и газоснабжения
Анализ эффективности использования
различных типов трансформаторов
Руководитель: Гурьянов Андрей Алексеевич
Студент группы 21Э-2: Захаров Вячеслав Николаевич

2.

Актуальность дипломного проекта
Современные энергосистемы предъявляют всё более высокие требования к надёжности,
эффективности и безопасности оборудования. В условиях роста потребления электроэнергии
особую значимость приобретает выбор оптимального типа трансформаторов, способных
обеспечить стабильную и экономичную работу сетей.
Сравнение трансформаторов является актуальной задачей, поскольку от правильного
выбора зависит не только уровень потерь и надёжность системы, но и безопасность
эксплуатации, затраты на техническое обслуживание и устойчивость к внешним воздействиям.
Особенно важен данный выбор при проектировании и модернизации распределительных
подстанций, промышленных объектов и объектов социальной инфраструктуры.

3.

Цель дипломного проекта: Повышение эффективности и надёжности систем
электроснабжения за счёт анализа и оптимального выбора типов трансформаторов,
учитывающего их конструктивные особенности, условия эксплуатации и параметры
энергопотребления
Задачи дипломного проекта:
1) Рассмотреть принцип работы трансформаторов;
2) Изучить различные виды и типы трансформаторов;
3) Провести электрический расчёт различных типов трансформаторов при номинальном
режиме работы;
4) Рассмотреть требования по безопасности и охране труда.

4.

Принцип работы трансформатора
Основу работы трансформатора составляет явление электромагнитной
индукции: при подаче переменного тока на первичную обмотку создается
переменное магнитное поле, которое индуцирует напряжение во вторичной
обмотке. Это позволяет передавать энергию без физического контакта между
обмотками.
Рисунок 1 – Работа магнитного поля

5.

Типы трансформаторов
Сухие трансформаторы не требуют масла и безопасны для эксплуатации в
зданиях, но имеют ограничение по мощности.
Масляные трансформаторы охлаждаются с помощью специального масла,
обеспечивая высокую мощность, но требуют регулярного обслуживания и
обладают пожароопасностью.
Рисунок
2
Трансформатор сухой
литой изоляцией
–
с
Рисунок
3
–
Трансформатор маслянный

6.

Погружные трансформаторы представляют собой разновидность масляных, у
которых активная часть полностью погружена в масло внутри герметичного бака.
Это обеспечивает надёжную изоляцию и устойчивость к влаге.
Трансформаторы с комбинированным охлаждением сочетают в себе сразу
несколько методов отвода тепла, например, масло-воздушное и масло-водяное
охлаждение. Такая схема повышает эффективность теплоотвода.
Рисунок 4 – Погружной
трансформатор
Рисунок 5 – Трансформатор
с
комбинированным
охлаждением

7.

Электрические характеристики
Основные параметры трансформаторов:
• КПД
• Потери холостого хода и под нагрузкой
• Перегрузочная способность
• Пожарная безопасность
• Срок службы
Сухие трансформаторы имеют меньше потерь холостого хода
и безопаснее, но уступают масляным в перегрузочной
способности и КПД.

8.

Таблица 1 – Сравнительные
сухих трансформаторов
характеристики
масляных
Параметр
Масляные
трансформаторы
Сухие трансформаторы
КПД при номинальной
нагрузке
До 99,7 %
До 99,5 %
Потери холостого хода
1–2% от мощности
0,5–1 % от мощности
Перегрузочная
способность
До 150 %
(кратковременно)
До 130%
(кратковременно)
Срок службы
25–30 лет
20–25 лет
Пожарная безопасность
Требует защиты
Не поддерживают
горение
и

9.

Расчёт сухих трансформаторов
Проведен расчет 11 трансформаторов с литой
изоляцией.
Оптимальный коэффициент нагрузки: от 0.47
до 0.62.
КПД варьируется от 97.44% до 99.04%.
Чем выше номинальная мощность, тем меньше
относительные потери.
Рисунок
6
Трансформатор сухой
литой изоляцией
–
с

10.

Расчёт масляных трансформаторов
Масляные трансформаторы
показывают стабильный КПД от 97.18%
до 98.85%.
Оптимальный коэффициент нагрузки
несколько ниже — от 0.34 до 0.42.
Потери также возрастают с
увеличением мощности, но КПД остаётся
высоким.
Рисунок
7
–
Трансформатор маслянный

11.

Сравнение эффективности
Сухие трансформаторы безопаснее, требуют меньше
обслуживания, но дороже и ограничены по мощности.
Масляные трансформаторы дешевле и мощнее, но
требуют регулярной замены масла и противопожарной
защиты.
Рисунок 8 –
трансформаторов
График
сравнения

12.

Техника безопасности
При работе с трансформаторами необходимо соблюдать:
• Правила электробезопасности
• Защиту от перегрева и коротких замыканий
Масляные трансформаторы требуют контроля
герметичности и температуры масла, а сухие — чистоты
вентиляции и состояния изоляции.

13.

Спасибо за внимание!