Помощь студентам в учебе
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕРНИЗАЦИИ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА С ОБМОТКАМИ ИЗ АЛЮМИНИЯ
|
Реферат 6
ГЛАВА 1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ТРАНСФОРМАТОРОВ 11
1.1. Причины выхода трансформаторов из строя 11
1.2. Допустимая аварийная перегрузка трансформаторов 14
1.3. Капитальный ремонт трансформатора 18
1.3.1. Дефектация трансформатора 19
1.3.2. Демонтаж активной части трансформатора 21
1.3.3. Ремонт обмоток трансформатора 24
1.3.4. Установка изоляции и обмоток 26
1.3.5. Испытания трансформаторов после капитального ремонта 30
ГЛАВА 2. МОДЕРНИЗАЦИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА 32
2.1. Проектированного силового трансформатора ТМ-100/6 с обмотками из
меди 32
2.2. Анализ возможностей перехода трансформатора с обмотки из меди на
обмотку из алюминия 34
2.3. Обзор возможных вариантов модернизации силового трансформатора ТМ-100/6 на обмотки из алюминия в тех же габаритах магнитной системы . 39
2.4. Электромагнитный расчет оптимального варианта силового
трансформатора ТМ-95/6 43
ГЛАВА 3. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 71
3.1. Выбор материала обмотки 72
3.2. Организация и планирование работ 76
3.3. Расчет сметы затрат 83
3.4. Оценка научно-технической результативности НИР 90
ГЛАВА 4. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 97
4.1. Производственная безопасность 97
4.1.1. Анализ опасных и вредных факторов производственной среды 97
4.1.2. Анализ опасных факторов производственной среды 107
4.2. Экологическая безопасность 111
4.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 113
4.3.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований 113
4.3.2. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС 114
4.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности .... 116
4.5. Расчет шума трансформатора на окружающую среду 118
Список использованных источников 124
Список публикаций 129
Приложение А 130
Приложение Б 151
ГЛАВА 1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ТРАНСФОРМАТОРОВ 11
1.1. Причины выхода трансформаторов из строя 11
1.2. Допустимая аварийная перегрузка трансформаторов 14
1.3. Капитальный ремонт трансформатора 18
1.3.1. Дефектация трансформатора 19
1.3.2. Демонтаж активной части трансформатора 21
1.3.3. Ремонт обмоток трансформатора 24
1.3.4. Установка изоляции и обмоток 26
1.3.5. Испытания трансформаторов после капитального ремонта 30
ГЛАВА 2. МОДЕРНИЗАЦИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА 32
2.1. Проектированного силового трансформатора ТМ-100/6 с обмотками из
меди 32
2.2. Анализ возможностей перехода трансформатора с обмотки из меди на
обмотку из алюминия 34
2.3. Обзор возможных вариантов модернизации силового трансформатора ТМ-100/6 на обмотки из алюминия в тех же габаритах магнитной системы . 39
2.4. Электромагнитный расчет оптимального варианта силового
трансформатора ТМ-95/6 43
ГЛАВА 3. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 71
3.1. Выбор материала обмотки 72
3.2. Организация и планирование работ 76
3.3. Расчет сметы затрат 83
3.4. Оценка научно-технической результативности НИР 90
ГЛАВА 4. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 97
4.1. Производственная безопасность 97
4.1.1. Анализ опасных и вредных факторов производственной среды 97
4.1.2. Анализ опасных факторов производственной среды 107
4.2. Экологическая безопасность 111
4.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 113
4.3.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований 113
4.3.2. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС 114
4.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности .... 116
4.5. Расчет шума трансформатора на окружающую среду 118
Список использованных источников 124
Список публикаций 129
Приложение А 130
Приложение Б 151
Обеспечение жизнедеятельности трансформаторов при аварийных воздействиях, в частности, коротких замыканиях, остается важной научно-технической проблемой из-за повышения требований к надежности, экономичности, конкурентоспособности, а также из-за роста и перераспределения мощностей сетей, увеличения числа коротких замыканий. Также имеют место моральное и физическое старение парка трансформаторов, технические и экономические трудности обеспечения резерва и замены оборудования.
В настоящее время значительная часть силовых трансформаторов 100 кВ и выше отработала нормативный срок службы 25 лет. В эксплуатации находятся трансформаторы, которым 40, 50 и даже 60 лет. Поэтому для поддержания требуемой эксплуатационной надежности трансформаторов очень часто приходится сталкиваться с необходимостью продления срока службы путем проведения капитальных ремонтов.
Актуальность темы: В объем капитального ремонта трансформаторов кроме работ, выполняемых при среднем ремонте, входят работы, связанные с разборкой активной части. Необходимость ее разборки может быть вызвана повреждением обмоток или магнитной системы, износом их изоляции. В первом случае обмотки полностью или частично заменяют новыми или восстанавливают старые.
Вместе с тем встает вопрос о необходимости замены медного провода алюминиевым, что обусловлено:
- дефицитом меди в связи с более быстрыми темпами развития электротехнической промышленности по сравнению с ростом добычи меди;
- снижением себестоимости алюминия, вызванным значительным увеличением объема производства и постоянно повышающейся стоимостью электроэнергии;
- снижение материалоемкости выпускаемых трансформаторов и электрических аппаратов, как указывалось выше, важная проблема электротехнической промышленности, никогда не теряющая своей актуальности [3].
Цель работы - исследование возможностей модернизации силового трансформатора ТМ-100/6 при проектировании и поиск вариантов перехода на обмотки из алюминия в тех же габаритах магнитной системы.
Научная новизна работы заключается в обеспечении дальнейшей эксплуатации трансформаторов после капитального ремонта за счет полной замены медного провода обмоток трансформатора алюминиевым, когда заменяется только металл провода, но сохраняются: число витков обмоток, материал и размеры изоляционных промежутков, а также все данные и размеры магнитной системы и системы охлаждения трансформатора.
В работе решаются следующие задачи:
- анализ эксплуатации силовых трансформаторов и исследование возможностей обеспечения капитального ремонта;
- модернизация силового трансформатора ТМ-100/6 при проектировании и поиск вариантов перехода на обмотки из алюминия в тех же габаритах магнитной системы;
- анализ полученных результатов;
- финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение;
- социальная ответственность.
Методы исследования. Использованы аналитические, численные и аналоговые методы математической физики, методы вычислительной математики с применением современных вычислительных программ (MathCad, Microsoft Office, MathType).
В настоящее время значительная часть силовых трансформаторов 100 кВ и выше отработала нормативный срок службы 25 лет. В эксплуатации находятся трансформаторы, которым 40, 50 и даже 60 лет. Поэтому для поддержания требуемой эксплуатационной надежности трансформаторов очень часто приходится сталкиваться с необходимостью продления срока службы путем проведения капитальных ремонтов.
Актуальность темы: В объем капитального ремонта трансформаторов кроме работ, выполняемых при среднем ремонте, входят работы, связанные с разборкой активной части. Необходимость ее разборки может быть вызвана повреждением обмоток или магнитной системы, износом их изоляции. В первом случае обмотки полностью или частично заменяют новыми или восстанавливают старые.
Вместе с тем встает вопрос о необходимости замены медного провода алюминиевым, что обусловлено:
- дефицитом меди в связи с более быстрыми темпами развития электротехнической промышленности по сравнению с ростом добычи меди;
- снижением себестоимости алюминия, вызванным значительным увеличением объема производства и постоянно повышающейся стоимостью электроэнергии;
- снижение материалоемкости выпускаемых трансформаторов и электрических аппаратов, как указывалось выше, важная проблема электротехнической промышленности, никогда не теряющая своей актуальности [3].
Цель работы - исследование возможностей модернизации силового трансформатора ТМ-100/6 при проектировании и поиск вариантов перехода на обмотки из алюминия в тех же габаритах магнитной системы.
Научная новизна работы заключается в обеспечении дальнейшей эксплуатации трансформаторов после капитального ремонта за счет полной замены медного провода обмоток трансформатора алюминиевым, когда заменяется только металл провода, но сохраняются: число витков обмоток, материал и размеры изоляционных промежутков, а также все данные и размеры магнитной системы и системы охлаждения трансформатора.
В работе решаются следующие задачи:
- анализ эксплуатации силовых трансформаторов и исследование возможностей обеспечения капитального ремонта;
- модернизация силового трансформатора ТМ-100/6 при проектировании и поиск вариантов перехода на обмотки из алюминия в тех же габаритах магнитной системы;
- анализ полученных результатов;
- финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение;
- социальная ответственность.
Методы исследования. Использованы аналитические, численные и аналоговые методы математической физики, методы вычислительной математики с применением современных вычислительных программ (MathCad, Microsoft Office, MathType).
В ходе выполнения магистерской диссертации было проведено исследование возможности модернизации трансформатора при капитальном ремонте, то есть замены медной обмотки на алюминии при неизменной магнитной системой, причины выхода из строя трансформатора и анализ спроектированных трансформаторов.
Необходимо отметить, что в процессе проведения расчетов была получена возможность выбора оптимального варианта типа обмоток НН трансформатора и оценки ряда его параметров - масс активных материалов, стоимости активной части, параметров холостого хода и короткого замыкания при сохранении геометрии магнитной системы.
Анализ таблицы и графических зависимостей показал, что вариант трансформатора ТМ-95/6 с обмоткой НН цилиндрической двухслойной из прямоугольного провода показал существенное уменьшение массы обмоток и стоимости активной части трансформатора. При этом коэффициент полезного действия практический остался без изменении.
Несмотря на снижение номинальной мощности на 5 % для масляных силовых трансформаторов допускается длительная перегрузка по току любой обмотки на 5% от номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального [1]. Отсюда следует, что трансформатор ТМ 95/6 может работать при номинальной мощности на 100 кВА.
В плане экономического анализа при сравнении медных обмоток с алюминиевой видно, что при одинаковой конструкции магнитной системы трансформатора стоимость ремонта будет намного дешевле и легче почти 2,5 раза с теми же показателями. И все же выбор, замены обмоток на медь или на алюминии нужно строго исходя из потребностей и возможностей заказчика.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» проведено технико-экономическое обоснование НИР,которое свидетельствует о том, что в случае внедрения программного комплекса происходит снижение времени и общей стоимости рационально спроектированного трансформатора с алюминиевыми обмотками ниже от стоимости эквивалентного трансформатора с медными обмотками (Российская государственная библиотека [Электронный ресурс])
В разделе «Социальная ответственность» был произведен анализ воздействия опасных и вредных факторов трансформатора на людей и окружающую среду, рассмотрены вопросы безопасности чрезвычайных ситуациях, правовые и организационные вопросы.
Таким образом, модернизированный трансформатор ТМ-95/6 будет гораздо эффективнее аналога, и, следовательно, его эксплуатация возможна без снижения качества.
Необходимо отметить, что в процессе проведения расчетов была получена возможность выбора оптимального варианта типа обмоток НН трансформатора и оценки ряда его параметров - масс активных материалов, стоимости активной части, параметров холостого хода и короткого замыкания при сохранении геометрии магнитной системы.
Анализ таблицы и графических зависимостей показал, что вариант трансформатора ТМ-95/6 с обмоткой НН цилиндрической двухслойной из прямоугольного провода показал существенное уменьшение массы обмоток и стоимости активной части трансформатора. При этом коэффициент полезного действия практический остался без изменении.
Несмотря на снижение номинальной мощности на 5 % для масляных силовых трансформаторов допускается длительная перегрузка по току любой обмотки на 5% от номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального [1]. Отсюда следует, что трансформатор ТМ 95/6 может работать при номинальной мощности на 100 кВА.
В плане экономического анализа при сравнении медных обмоток с алюминиевой видно, что при одинаковой конструкции магнитной системы трансформатора стоимость ремонта будет намного дешевле и легче почти 2,5 раза с теми же показателями. И все же выбор, замены обмоток на медь или на алюминии нужно строго исходя из потребностей и возможностей заказчика.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» проведено технико-экономическое обоснование НИР,которое свидетельствует о том, что в случае внедрения программного комплекса происходит снижение времени и общей стоимости рационально спроектированного трансформатора с алюминиевыми обмотками ниже от стоимости эквивалентного трансформатора с медными обмотками (Российская государственная библиотека [Электронный ресурс])
В разделе «Социальная ответственность» был произведен анализ воздействия опасных и вредных факторов трансформатора на людей и окружающую среду, рассмотрены вопросы безопасности чрезвычайных ситуациях, правовые и организационные вопросы.
Таким образом, модернизированный трансформатор ТМ-95/6 будет гораздо эффективнее аналога, и, следовательно, его эксплуатация возможна без снижения качества.
Подобные работы
- Модернизация системы возбуждения синхронного генератора на Тольяттинской ТЭЦ
Магистерская диссертация, электротехника. Язык работы: Русский. Цена: 5600 р. Год сдачи: 2017