Розрахунок параметрів трансформатора
Необхідно виконати наступні розрахунки.
1. Визначити параметри Т-подібної схеми заміщення трансформатора.
2. Накреслити в масштабі повні векторні діаграми трансформатора для трьох видів навантаження (активної, активно-індуктивному і активно-ємнісний).
3. Розрахувати і побудувати залежність коефіцієнта корисної дії від навантаження # 951; = f (КНГ) при значеннях коефіцієнта навантаження КНГ. рівних 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 і 1,25 від номінального вторинного струму I2Н. Визначити максимальне значення ккд.
4. Визначити зміна вторинної напруги # 916; Uаналітіческім і графічним методом.
5. Побудувати зовнішні характеристики трансформатора для значень струму, рівних 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 і 1,25 від величини номінального вторинного струму I2Н.
Примітка. При визначенні параметрів трифазного трансформатора і побудові векторних діаграм розрахунок ведеться на одну фазу.
1. Визначення параметрів схеми заміщення трансформатора в режимі холостого ходу
Для визначення параметрів схеми заміщення трансформатора необхідно розрахувати:
а) номінальний струм первинної обмотки трансформатора:
;
б) фазний струм первинної обмотки трансформатора:
при з'єднанні за схемою "зірка"
;
в) фазна напруга первинної обмотки:
при з'єднанні за схемою "зірка"
;
г) фазний струм холостого ходу трансформатора:
;
- струм холостого ходу,%;
д) потужність втрат холостого ходу на фазу
;
де m - число фаз первинної обмотки трансформатора. в нашому випадку 3 шт;
е) повне опір гілки намагнічування схеми заміщення трансформатора при холостому ході
;
ж) активний опір гілки намагнічування
;
з) реактивний опір ланцюга намагнічування
;
і) фазний коефіцієнт трансформації трансформатора
к) лінійний коефіцієнт трансформації трансформатора
.
2. Визначення параметрів схеми заміщення трансформатора в режимі короткого замикання
У дослідженні короткого замикання вторинна обмотка трансформатора замкнута накоротко, а підводиться до первинної обмотці напруга підбирається таким чином, щоб струм обмотки трансформатора дорівнював номінальному. Схема заміщення трансформатора в режимі короткого замикання представлена на рис. 1.
Тут сумарне значення активних опорів (
) Позначають rk і називають активним опором короткого замикання, а (
) - індуктивним опором короткого замикання xk.
Для визначення параметрів схеми заміщення трансформатора розрахуємо:
а) фазна напруга первинної обмотки U1ф = 5,7 кВ;
б) фазна напруга короткого замикання
;
де Uk - напруга короткого замикання,%;
в) повне опір короткого замикання
,
де Iк.ф. - фазний струм короткого замикання:
при з'єднанні за схемою "зірка":
;
г) потужність втрат короткого замикання на фазу
;
Pk - це потужність втрат Короткого замикання
д) активний опір короткого замикання
;
е) індуктивний опір короткого замикання
.
Зазвичай приймають схему заміщення симетричною, вважаючи
;
;
;
,
де r1 - активний опір первинної обмотки трансформатора;
x1 - індуктивний опір первинної обмотки трансформатора, обумовлене магнітним потоком розсіювання Ф1 # 948; ;
- наведене активний опір вторинної обмотки трансформатора;
- наведене індуктивний опір вторинної обмотки трансформатора, обумовлене магнітним потоком розсіювання Ф2 # 948; .
3. Побудова векторної діаграми
При побудові векторної діаграми користуються Т-образної схемою заміщення (рис.2).
Векторна діаграма є графічним виразом основних рівнянь наведеного трансформатора:
Для побудови векторної діаграми трансформатора необхідно визначити:
а) номінальний струм вторинної обмотки трансформатора
;
б) фазний струм вторинної обмотки трансформатора:
при з'єднанні за схемою "трикутник"
;
в) наведений вторинний струм
;
г) наведене вторинна напруга фази обмотки
;
д) кут магнітних втрат
;
е) кут # 968; 2. який визначається за заданим значенням кута # 966; 2 шляхом графічного побудови;
ж) падіння напруги в активному опорі вторинної обмотки
, наведене до первинної ланцюга;
з) падіння напруги в індуктивному опорі вторинної обмотки
, наведене до первинної ланцюга;
і) падіння напруги в активному опорі первинної обмотки
;
к) падіння напруги в індуктивному опорі первинної обмотки
;
Перед побудовою діаграми слід вибрати масштаб струму mI і масштаб напруги mV.
Результати розрахунків зводять в таблицю.
5. Визначення зміни напруги трансформатора при навантаженні
При практичних розрахунках зміна вторинної напруги трансформатора в процентах від номінального визначають за формулою
де Uк.а% - активна складова напруги короткого замикання при номінальному струмі,
Uк.р - реактивна складова напруги короткого замикання, виражена в%
Зміна напруги можна визначити графічним методом. Для цього будують спрощену векторну діаграму (рис.5).
6. Побудова зовнішньої характеристики трансформатора
Зовнішню характеристику трансформатора будують за двома точками: одну відкладають на осі
, а другу на лінії, відповідної КНГ = 1, відкладаючи вгору значення
, розраховане за формулою
ЛІТЕРАТУРА
Вольдек А.І. Електричні машини: Учеб. для студентів висш.техн.учеб.заведеній. - Л. Енергія, 1978.-832с.
Костенко М.П. Піотровський Л.М. Електричні машини. Ч.1.-Л. Енергія, 1972.- 544с.
Петров В.І. Втратив П.І. Морив Ю.Ф. Позначення: умовні, графічні та літерні в електричних схемах: Методичні вказівки до оформлення графічної частини лабораторних робіт, розрахунково-графічних завдань, курсових і дипломних проектів. - Ніжин: РІО Алти, 1984.-44с.