Расчет параметров трансформатора (стр. 1 из 2)

ЗАДАНИЕ

Дан трёхфазный двухобмоточный трансформатор

№	Sн,кВ∙А	напряжение обмотки,кВ		Потери,кВт		Схемаи группасоединения	Uкз, %	Iхх,%	сosφ2 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=f(к_нг) при значениях коэффициента нагрузки к_нг, равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 и 1,25 от номинального вторичного тока I_2Н. Определить максимальное значение кпд.

4. Определить изменение вторичного напряжения Δ Uаналитическим 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_2Н.

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_2ф=U_2н

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 r_k и называют активным сопротивлением короткого замыкания, а ( ) – индуктивным сопротивлением короткого замыкания x_k.

Для определения параметров схемы замещения трансформатора рассчитаем:

а) фазное напряжение первичной обмотки U_1Ф=5,7 кВ;

б) фазное напряжение короткого замыкания

;

где U_k – напряжение короткого замыкания, %;

в) полное сопротивление короткого замыкания

,

где I_к.ф. – фазный ток короткого замыкания:

при соединении по схеме "звезда":

;

г) мощность потерь короткого замыкания на фазу

;

P_k – 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_1δ;

- приведённое активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора;

- приведённое индуктивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитным потоком рассеяния Ф_2δ.

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 m_I и масштаб напряжения m_V.

Результаты расчётов сводят в таблицу.

		k	,В				,А
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