Задача№1. Визначити параметри і характеристикитрифазного силового трансформатора
Трифазний тристрижневий двох обмотковий трансформатор з масляним охолодженням має наступніномінальні данні: нормальна потужність Sном,первинна напруга U1н, вториннанапруга U2н,втрати холостого ходу P,втрати короткого замикання Uк,струм холостого ходу I0; частота мережі живлення f=50Гц.
Sном
U1н
U2н P
Pк ВН/НН
Uк
I0 63000 110 10.5 73000 245000 Y/∆-11 10.5 0.6
Поприйнятим даним трансформатора потрібно розрахувати:
1. Коефіцієнт трансформації трансформатора.
2. Номінальні струми і струми обмотоктрансформатора.
3. Параметри заступної схемитрансформатора. Накреслити заступну схему трансформатора.
4. Номінальне і максимальне значення ККДтрансформатора при активному (cos/>2=1,0)і активно-індуктивному (cos/>2=0,8)навантаженнях.
5. Побудувати криві залежності ККД трансформаторавід коефіцієнта навантаження η =f(β)при cos/>2=1,0і cos/>2=0,8.
6. Побудувати зовнішні характеристикитрансформатора, змінюючи струм I2від нуля до 1,2I2при cos/>2=1,0і cos/>2=0,8.
7. Побудувати векторну діаграмутрансформатора, навантаженого до номінальної потужності активно-індуктивнимнавантаженням (cos/>2=0,8).
8. Проаналізувати виконану задачу і зробитивисновки.
Допункту 1.Номінальні фазні напруги обмоток визначаються в залежності від схеми з’єднання:
При з’єднанніобмоток трикутником(∆) фазна напруга дорівнює лінійній,
U2ф=U2л=1.2
При з’єднанніобмоток зіркою (Y)фазна напруга:
U1ф=U1л//>=6//>=3.46
Слід зазначити,що при умовній позначці схеми з’єднання обмоток трансформатора над рисоюприйнято позначати схему з’єднання обмотки вищої напруги і під рискою – нижчоїнапруги.
Коефіцієнттрансформації трансформатора:
K=/> =/>2.88
Допункту 2. Якщо знехтувати струмом холостогоходу і втратами в трансформаторі, споживана S1і що віддається S2трансформатором у номінальному режимі повні потужності дорівнюють номінальнійпотужності Sн, тобто S1=S2=Sн.Для трифазної мережі:
Sн=/> ×Ui×Ii.
Тоді:
I1л=/> =144.3
I2н=/>=/>
Фазні струмивизначаються через лінійні струми для заданої схеми з’єднання обмоток. Приз’єднанні зіркою Iф=Iл,а трикутником Iф=Iл//>.
Допункту 3. Для трифазного трансформатора звичайновідображується заступна схема однієї фази. Повний опір короткого замиканнятрансформатора:
Zк=/>=/>
Де: U1фк-напругана первинній обмотці в досліді короткого замикання,
U1фк=/>=/>
Активний опіркороткого замикання трансформатора:
Rк=/>=/>
Реактивний опіркороткого замикання трансформатора:
Xк=/>=42.12
Для визначенняопорівR1і R/2,X1і X/2Т-подібної заступної схеми необхідно загальний опір Rк=R1+R/2і Xк=X1+X/2розподілити між їх складовими. Звичайно трансформатори проектуються так, щоб R1=R/2і X1=X/2.
З урахуваннямцього:
R1=R/2=/> =0.6X1=X/2=/>=21.06
Повний опірвітки намагнічування:
Zm=/>=/>
Де: I0ф-струм холостого ходу первинної обмотки,
I0ф=/>=0.83
Активний опірвітки намагнічування:
Rm=/>=/>
Реактивний опірвітки намагнічування:
Xm=/>=11840.8
Допункту 4.ККД трансформатора:
При/> =1
η= 1 – />=1
де: β=I2/I2н– коефіцієнт навантаження трансформатора.
ККД трансформаторамає максимальне значення при:
Β=/>0.43
При />=0.8
η=0.99
При/> =1
β 0.1 0.25 0.5 0.75 1 1.75 η 0.98 0.991 0.991 0.998 0.99 0.997
при/>=0.8β 0.1 0.25 0.5 0.75 1 1.25 η 0.98 0.99 0.99 0.997 0.996 0.993
Допункту 6. Зовнішняхарактеристика трансформатора U2=f(I2)дозволяє визначити, на скільки знижується напруга на виході трансформаторавнаслідок спадання напруги ∆Uна його внутрішньому опорі:
U2=U2н-∆Uде
∆U=/>
Де:/>∆U(%)-відносна змінна напруги на затискачах вторинної обмотки навантаженоготрансформатора,(%)
∆U(%)= β×(Uka×/>+Ukp/>)
Uka=1%
Ukp=3%
При cos/>=1
sin/>
β1=0 β2=1.2
∆U(%)=0
∆U(%)=1.2
∆U=4.8
U2=395.8
При cos/>=0.8sin/>.6
Β1=0β2=1.2
∆U(%)=0∆U(%)=26.2
∆U=0∆U=104.8
U2=U2н =40U2=295.2 В
Будуєтьсямаксимальне значення магнитного потоку
Фм=Е1/4.44w1