Расчет параметров схемы замещения трансформатора

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. ЗАДАНИЕ.......................................................................................................................................... 3

2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА.............................. 4

3. РАСЧЕТ КРИВЫХ КПД КАК ФУНКЦИИ ОТ КОЭФФИЦИЕНТА НАГРУЗКИ................... 5

4. РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ...................................................................................... 7

5. РАСЧЕТ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРА.......................................... 8

6. РАСЧЕТ НАИБОЛЬШЕГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ...................... 9

7. ПОСТРОЕНИЕ ВЕКТОРНЫХ ДИАГРАММ.............................................................................. 10

8. РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК МЕЖДУ ТРАНСФОРМАТОРАМИ.................... 13

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................................................. 14

 

ЗАДАНИЕ

 

1. Трехфазная полная номинальная мощность трансформатора

S_НОМ = 160 кВ / А.

2. Номинальное линейное первичное напряжение

U₁ = 10 кВ.

3. Напряжение короткого замыкания

U_K% = 4.5.

4. Потери холостого хода при номинальном напряжении

∆ P_XX = 450 Вт.

5. Потери короткого замыкания

∆ P_КЗ = 2.6 кВт.

6. Ток холостого хода в процентах от номинального первичного тока

I_XX % = 1.8.

Номинальное линейное вторичное напряжение 0.4 кВ. Трансформатор трехфазный двухобмоточный трехстрержневой с масляным охлаждением.

1. По данным опытов холостого хода и короткого замыкания определить параметры Т – образной схемы замещения.

 

2. Рассчитать и построить:

а) Кривые η = f(K_НГ ) при cosφ₂ = 1 и cosφ₂ = 0.8;

б) Кривую изменения напряжения как функцию от cosφ₂:

∆ U = f (cosφ₂ ) при K_НГ = 1 и ;

в) Внешнюю характеристику трансформатора для активно – индуктивной и активно –

емкостной нагрузок при cosφ₂ = 0.8;

 

3. Рассчитать наибольшее значение тока внезапного короткого замыкания.

 

4. Построить векторную диаграмму для трансформатора, работающего при К_НГ = 1 и cosφ₂ = 0.8 для активно – индуктивной нагрузки, построение произвести при f = const,

U_1НОМ = const, cosφ₂ = const.

 

5. Определить распределение нагрузок между двумя трансформаторами одинаковой мощности при условии:

а) Коэффициенты трансформации и группы соединения обмоток у них одинаковы, а

напряжения короткого замыкания второго трансформатора больше на 20%;

б) Напряжения короткого замыкания и группы соединения обмоток одинаковы, а коэф-

фициент трансформации у второго трансформатора больше на 5%.

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

 

Рис. 1. Т – образная схема замещения трансформатора

 

Определим номинальные токи первичной и вторичной обмоток трехфазного трансформатора.

;

;

Определим ток холостого хода трансформатора:

Определяем полное сопротивление намагничивающего контура:

Активное сопротивление намагничивающего контура:

Реактивное сопротивление намагничивающего контура:

Определим сопротивление короткого замыкания:

Полное сопротивление короткого замыкания:

Реактивное сопротивление короткого замыкания:

Определим сопротивление первичной обмотки и приведенное сопротивление вторичной обмотки:

РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

 

Построим кривую изменения напряжения как функцию от cosφ:

Имеем следующую формулу:

где

Имеем

Расчет производим для активно – индуктивной и активно – емкостной нагрузки. Варьируя угол φ₂, получаем значения U, которые заносим в таблицу.

 

Таблица 3.

2 , рад	cos 2	sin 2	UKA · cos 2	UKP · sin 2	U%
-1.5708	0.0000	-1.0000	0.0000	-0.0448	-0.0448
-1.0472	0.5000	-0.8660	0.00231	-0.0387	-0.0364
-0.7854	0.7071	-0.7071	0.00326	-0.0316	-0.0284
-0.5236	0.8660	-0.5000	0.00400	-0.0224	-0.0183
-0.2094	0.9782	-0.2079	0.00451	-0.0093	-0.0047
0.0000	1.0000	0.0000	0.00462	0.0000	0.0046
0.2094	0.9782	0.2079	0.00451	0.0093	0.0138
0.5236	0.8660	0.5000	0.00400	0.0224	0.0264
0.7854	0.7071	0.7070	0.00326	0.0316	0.0349
1.0472	0.5000	0.8660	0.00231	0.0387	0.0411
1.5708	0.0000	1.0000	0.00000	0.0448	0.0448

 

По таблице строим необходимый график при К_НГ = 1.

 

 

Рис. 3. Зависимость ∆U = f (cosφ₂ ) при номинальном токе нагрузки

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Кацман М.М. Электрические машины. М., «Высшая школа», 2001, 464 с. с ил.

2. Вольдек А.И. Электрические машины. Л., «Энергия», 1974, 840 с. с ил.

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. ЗАДАНИЕ.......................................................................................................................................... 3

2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА.............................. 4

3. РАСЧЕТ КРИВЫХ КПД КАК ФУНКЦИИ ОТ КОЭФФИЦИЕНТА НАГРУЗКИ................... 5

4. РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ...................................................................................... 7

5. РАСЧЕТ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРА.......................................... 8

6. РАСЧЕТ НАИБОЛЬШЕГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ...................... 9

7. ПОСТРОЕНИЕ ВЕКТОРНЫХ ДИАГРАММ.............................................................................. 10

8. РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК МЕЖДУ ТРАНСФОРМАТОРАМИ.................... 13

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................................................. 14

 

ЗАДАНИЕ

 

1. Трехфазная полная номинальная мощность трансформатора

S_НОМ = 160 кВ / А.

2. Номинальное линейное первичное напряжение

U₁ = 10 кВ.

3. Напряжение короткого замыкания

U_K% = 4.5.

4. Потери холостого хода при номинальном напряжении

∆ P_XX = 450 Вт.

5. Потери короткого замыкания

∆ P_КЗ = 2.6 кВт.

6. Ток холостого хода в процентах от номинального первичного тока

I_XX % = 1.8.

Номинальное линейное вторичное напряжение 0.4 кВ. Трансформатор трехфазный двухобмоточный трехстрержневой с масляным охлаждением.

1. По данным опытов холостого хода и короткого замыкания определить параметры Т – образной схемы замещения.

 

2. Рассчитать и построить:

а) Кривые η = f(K_НГ ) при cosφ₂ = 1 и cosφ₂ = 0.8;

б) Кривую изменения напряжения как функцию от cosφ₂:

∆ U = f (cosφ₂ ) при K_НГ = 1 и ;

в) Внешнюю характеристику трансформатора для активно – индуктивной и активно –

емкостной нагрузок при cosφ₂ = 0.8;

 

3. Рассчитать наибольшее значение тока внезапного короткого замыкания.

 

4. Построить векторную диаграмму для трансформатора, работающего при К_НГ = 1 и cosφ₂ = 0.8 для активно – индуктивной нагрузки, построение произвести при f = const,

U_1НОМ = const, cosφ₂ = const.

 

5. Определить распределение нагрузок между двумя трансформаторами одинаковой мощности при условии:

а) Коэффициенты трансформации и группы соединения обмоток у них одинаковы, а

напряжения короткого замыкания второго трансформатора больше на 20%;

б) Напряжения короткого замыкания и группы соединения обмоток одинаковы, а коэф-

фициент трансформации у второго трансформатора больше на 5%.

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

 

Рис. 1. Т – образная схема замещения трансформатора

 

Определим номинальные токи первичной и вторичной обмоток трехфазного трансформатора.

;

;

Определим ток холостого хода трансформатора:

Определяем полное сопротивление намагничивающего контура:

Активное сопротивление намагничивающего контура:

Реактивное сопротивление намагничивающего контура:

Определим сопротивление короткого замыкания:

Полное сопротивление короткого замыкания:

Реактивное сопротивление короткого замыкания:

Определим сопротивление первичной обмотки и приведенное сопротивление вторичной обмотки: