Xreferat.com » Рефераты по физике » Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

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 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.

Определить параметры Т-образной схемы замещения трансформатора.

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

Рассчитать и построить зависимость коэффициента полезного действия от нагрузки η=f(кнг) при значениях коэффициента нагрузки кнг, равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 и 1,25 от номинального вторичного тока I2Н. Определить максимальное значение кпд.

Определить изменение вторичного напряжения Δ U аналитическим и графическим методом.

Построить внешние характеристики трансформатора для значений тока, равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 и 1,25 от величины номинального вторичного тока I2Н.

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:


Расчет параметров трансформатора;


б) фазный ток первичной обмотки трансформатора:

при соединении по схеме "звезда"


Расчет параметров трансформатора;


в) фазное напряжение первичной обмотки:

при соединении по схеме "звезда"


Расчет параметров трансформатора;


г) фазный ток холостого хода трансформатора:


Расчет параметров трансформатора;


где Расчет параметров трансформатора - ток холостого хода, %;

д) мощность потерь холостого хода на фазу


Расчет параметров трансформатора;


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

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


Расчет параметров трансформатора;


ж) активное сопротивление ветви намагничивания


Расчет параметров трансформатора;


з) реактивное сопротивление цепи намагничивания


Расчет параметров трансформатора;


и) фазный коэффициент трансформации трансформатора


Расчет параметров трансформатора; где U2ф=U2н


к) линейный коэффициент трансформации трансформатора


Расчет параметров 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.


Расчет параметров трансформатора

Рис. 1


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

Для определения параметров схемы замещения трансформатора рассчитаем:

а) фазное напряжение первичной обмотки U1Ф=5,7 кВ;

б) фазное напряжение короткого замыкания


Расчет параметров трансформатора;


где Uk – напряжение короткого замыкания, %;

в) полное сопротивление короткого замыкания

Расчет параметров трансформатора,


где Iк.ф. – фазный ток короткого замыкания:

при соединении по схеме "звезда":


Расчет параметров трансформатора;


г) мощность потерь короткого замыкания на фазу


Расчет параметров трансформатора;


Pk – это мощность потерь Короткого замыкания

д) активное сопротивление короткого замыкания


Расчет параметров трансформатора;


е) индуктивное сопротивление короткого замыкания


Расчет параметров трансформатора .


Обычно принимают схему замещения симметричной, полагая


Расчет параметров трансформатора; Расчет параметров трансформатора;

Расчет параметров трансформатора; Расчет параметров трансформатора,


где r1 – активное сопротивление первичной обмотки трансформатора;

x1 - индуктивное сопротивление первичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитным потоком рассеяния Ф1δ;

Расчет параметров трансформатора - приведённое активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора;

Расчет параметров трансформатора - приведённое индуктивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитным потоком рассеяния Ф2δ.


3. Построение векторной диаграммы


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


Расчет параметров трансформатора

Рис. 2


Векторная диаграмма является графическим выражением основных уравнений приведённого трансформатора:


Расчет параметров трансформатора


Для построения векторной диаграммы трансформатора необходимо определить:

а) номинальный ток вторичной обмотки трансформатора


Расчет параметров трансформатора;


б) фазный ток вторичной обмотки трансформатора:

при соединении по схеме "треугольник"


Расчет параметров трансформатора;


в) приведённый вторичный ток


Расчет параметров трансформатора;


г) приведённое вторичное напряжение фазы обмотки


Расчет параметров трансформатора;


д) угол магнитных потерь


Расчет параметров трансформатора;


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

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

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

и) падение напряжения в активном сопротивлении первичной обмотки Расчет параметров трансформатора;

к) падение напряжения в индуктивном сопротивлении первичной обмотки Расчет параметров трансформатора;

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

Результаты расчётов сводят в таблицу.


Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

k

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

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


Расчет параметров трансформатора=Расчет параметров трансформатора=7057,946

U1=6876,77266

I1=118,25


Расчет параметров трансформатора

Рис. 3


4. Построение кривой изменения КПД трансформатора в зависимости от нагрузки


Коэффициент полезного действия трансформатора при любой нагрузке определяют по формуле


Расчет параметров трансформатора


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 I2н .

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, Расчет параметров трансформатора. 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

Расчет параметров трансформатора=0,48

0,985014198 0,5
0,983524273 0,75
0,977764951 1,25
0,974449268 1,5

Табл.5


Расчет параметров трансформатора

Рис.4


5. Определение изменения напряжения трансформатора при нагрузке


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


Расчет параметров трансформатора


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 %


Расчет параметров трансформатора


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

При этом Расчет параметров трансформатора2,27%


Расчет параметров трансформатора

Рис.5

6. Построение внешней характеристики трансформатора


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


Расчет параметров трансформатора


Где


Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора


Расчет параметров трансформатора

Рис. 6


ЛИТЕРАТУРА


Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины: Учеб. для вузов. Ч.1.-М.: Высш.шк.,1987.- 319с.

Вольдек А.И. Электрические машины: Учеб. для студентов высш.техн.учеб.заведений. - Л.: Энергия, 1978.-832с.

Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Ч.1.-Л.: Энергия, 1972.- 544с.

Петров В.И., Потеряев П.И., Томилев Ю.Ф. Обозначения: условные, графические и буквенные в электрических схемах: Методические указания к оформлению графической части лабораторных работ, расчетно-графических заданий, курсовых и дипломных проектов. – Архангельск: РИО АЛТИ, 1984.-44с.

Любова О.А., Попов Я.Н., Шумилов А.А. Трансформаторы. Методические указания к курсовой работе. Архангельск. 2003.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: