Расчет параметров трансформатора (150757)

Посмотреть архив целиком

ЗАДАНИЕ


Дан трёхфазный двухобмоточный трансформатор


Sн,

кВ∙А

напряжение обмотки,кВ

Потери, кВт

Схема

и группа

соединения

Uкз, %

Iхх,

%

сos φ2 при нагрузке

ВН

НН

Pо

Pкз

акти-

ной

Индук-тивной

емко-

стной

16

2500

10

6,3

5,28

23

Y/∆-II

5,5

2

1

0,64

0,58


Необходимо выполнить следующие расчёты.

  1. Определить параметры Т-образной схемы замещения трансформатора.

  2. Начертить в масштабе полные векторные диаграммы трансформатора для трёх видов нагрузки (активной, активно-индуктивной и активно-ёмкостной).

  3. Рассчитать и построить зависимость коэффициента полезного действия от нагрузки η=fнг) при значениях коэффициента нагрузки кнг, равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 и 1,25 от номинального вторичного тока I. Определить максимальное значение кпд.

  4. Определить изменение вторичного напряжения Δ U аналитическим и графическим методом.

  5. Построить внешние характеристики трансформатора для значений тока, равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 и 1,25 от величины номинального вторичного тока I.

Примечание. При определении параметров трёхфазного трансформатора и построении векторных диаграмм расчёт ведётся на одну фазу.



1. Определение параметров схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода


Для определения параметров схемы замещения трансформатора необходимо рассчитать:

а) номинальный ток первичной обмотки трансформатора:


;


б) фазный ток первичной обмотки трансформатора:

при соединении по схеме "звезда"


;


в) фазное напряжение первичной обмотки:

при соединении по схеме "звезда"


;


г) фазный ток холостого хода трансформатора:


;


где - ток холостого хода, %;

д) мощность потерь холостого хода на фазу



;


где m – число фаз первичной обмотки трансформатора. в нашем случае 3 шт;

е) полное сопротивление ветви намагничивания схемы замещения трансформатора при холостом ходе


;


ж) активное сопротивление ветви намагничивания


;


з) реактивное сопротивление цепи намагничивания


;


и) фазный коэффициент трансформации трансформатора


; где U=U


к) линейный коэффициент трансформации трансформатора


.



2. Определение параметров схемы замещения трансформатора в режиме короткого замыкания


В опыте короткого замыкания вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко, а подводимое к первичной обмотке напряжение подбирается таким образом, чтобы ток обмотки трансформатора был равен номинальному. Схема замещения трансформатора в режиме короткого замыкания представлена на рис. 1.


Рис. 1


Здесь суммарное значение активных сопротивлений () обозначают rk и называют активным сопротивлением короткого замыкания, а () – индуктивным сопротивлением короткого замыкания xk.

Для определения параметров схемы замещения трансформатора рассчитаем:

а) фазное напряжение первичной обмотки U=5,7 кВ;

б) фазное напряжение короткого замыкания


;


где Uk – напряжение короткого замыкания, %;

в) полное сопротивление короткого замыкания


,


где Iк.ф. – фазный ток короткого замыкания:

при соединении по схеме "звезда":


;


г) мощность потерь короткого замыкания на фазу


;


Pk – это мощность потерь Короткого замыкания

д) активное сопротивление короткого замыкания


;


е) индуктивное сопротивление короткого замыкания


.


Обычно принимают схему замещения симметричной, полагая


; ;

; ,



где r1 – активное сопротивление первичной обмотки трансформатора;

x1 - индуктивное сопротивление первичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитным потоком рассеяния Ф;

- приведённое активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора;

- приведённое индуктивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитным потоком рассеяния Ф.


3. Построение векторной диаграммы


При построении векторной диаграммы пользуются Т-образной схемой замещения (рис.2).


Рис. 2


Векторная диаграмма является графическим выражением основных уравнений приведённого трансформатора:



Для построения векторной диаграммы трансформатора необходимо определить:


а) номинальный ток вторичной обмотки трансформатора


;


б) фазный ток вторичной обмотки трансформатора:

при соединении по схеме "треугольник"


;


в) приведённый вторичный ток


;


г) приведённое вторичное напряжение фазы обмотки


;


д) угол магнитных потерь


;


е) угол ψ2, который определяется по заданному значению угла φ2 путём графического построения;

ж) падение напряжения в активном сопротивлении вторичной обмотки , приведённое к первичной цепи;

з) падение напряжения в индуктивном сопротивлении вторичной обмотки , приведённое к первичной цепи;

и) падение напряжения в активном сопротивлении первичной обмотки ;

к) падение напряжения в индуктивном сопротивлении первичной обмотки ;

Перед построением диаграммы следует выбрать масштаб тока mI и масштаб напряжения mV.

Результаты расчётов сводят в таблицу.


k

А

град


Ом

В

132,3

120,25

1,1

6930

6,1

50,2

54,54

144,33

0,148

0,18

0,884

1,07

21,645

106,301

21,36084

127,587


Построение векторной диаграммы для вторичной обмотки в случае активно-индуктивной нагрузки приведёно на рис.3

Из рисунка видно что


==7057,946

U1=6876,77266

I1=118,25



Рис. 3


4. Построение кривой изменения КПД трансформатора в зависимости от нагрузки


Коэффициент полезного действия трансформатора при любой нагрузке определяют по формуле



где Sн - полная номинальная мощность трансформатора, кВ·А;

P0 -мощность потерь холостого хода при номинальном напряжении, Вт;

Pk -мощность потерь короткого замыкания, Вт.

Кпд трансформатора рассчитывают для значений коэффициента нагрузки kнг , равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,25 от номинального вторичного тока I .

Значения Таблица 5.

По результатам расчетов строят зависимость η = f ( kнг ) (рис.4). Максимальное значение коэффициента полезного действия имеет место при условии k2нгPk = P0 . Отсюда коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному КПД, . По полученному значению kнг max (из графика) определяют максимальное значение коэффициента полезного действия.


η

kнг

0

0

0,981806117

0,25

0,985027581

0,48

=0,48

0,985014198

0,5

0,983524273

0,75

0,977764951

1,25

0,974449268

1,5

Табл.5


Рис.4



5. Определение изменения напряжения трансформатора при нагрузке


При практических расчетах изменение вторичного напряжения трансформатора в процентах от номинального определяют по формуле



где Uк.а% – активная составляющая напряжения короткого замыкания при номинальном токе,


Uк. а%=Uк%cosφк= Uк%rк/zк=5,5*0,36/2,172=0,91%;


Uк.р – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, выраженная в %



Изменение напряжения можно определить графическим методом. Для этого строят упрощенную векторную диаграмму (рис.5).

При этом 2,27%


Рис.5


6. Построение внешней характеристики трансформатора


Внешнюю характеристику трансформатора строят по двум точкам: одну откладывают на оси , а вторую на линии, соответствующей Кнг=1, откладывая вверх значение , рассчитанное по формуле



Где



Случайные файлы

Файл
30099.rtf
97048.rtf
138795.rtf
Richard.doc
74310.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.