Цель занятия – приобрести практические навыки расчета параметров и характеристик трансформаторов.
Задача 4.1
Однофазный трансформатор ОМ-6667/35 работает как понижающий. Пользуясь его техническими данными, приведенными в таблице, рассчитать: коэффициент трансформации; номинальные токи первичной и вторичной обмоток; к. п. д. при и нагрузке, составляющей 75% от номинальной; годовой к. п. д., если с полной нагрузкой при трансформатор работает 7000 ч.
Таблица 4.1 – Технические данные трансформаторов.
Тип трансформатора | |||||||
ОМ-6667/35 | 6667 | 35 | 10 | 17 | 53,5 | 8 | 3 |
ТС-180/10 | 180 | 10 | 0,525 | 1,6 | 3,0 | 5,5 | 4 |
Решение
Коэффициентом трансформации называется отношение высшего напряжения к низшему в режиме холостого хода независимо от того, является ли трансформатор повышающим или понижающим:
(4.1.1)
Номинальные токи первичной и вторичной обмоток определим из формулы номинальной мощности трансформатора:
К. п. д. трансформатора:
где мощность потерь при холостом ходе, равная сумме потерь в стали на гистерезис и вихревые токи; - мощность потерь в обмотках при коротком замыкании (при нагрузке, отличной от номинальной, мощность потерь в обмотках ).
В современных трансформаторах, особенно мощных, при номинальной нагрузке равно 98 – 99%.
Годовой к. п. д. год учитывает работу трансформатора в различных режимах. Причем мощность потерь в стали учитывается в течение всего года - , если не оговорено, что трансформатор отключается со стороны первичной обмотки; мощности потерь в проводниках обмоток учитываются только во время работы под нагрузкой и пропорциональны
Задание для самостоятельной работы
Исходные данные определить согласно формул:
,
где N – последняя цифра зачетной книжки.
Задача 4.2
В однофазном трансформаторе определить: э. д. с, индуктируемую в одном витке, э. д. с первичной и вторичной обмоток и коэффициент трансформации, если сечение стали сердечника максимальная магнитная индукция в нем частота сети число витков и .
Решение
Максимальный магнитный поток в сердечнике
(4.2.1)
Действующее значение э. д. с, индуктируемой в одном витке,
(4.2.2)
Действующие значения э. д. с. первичной и вторичной обмоток соответственно:
(4.2.3)
Коэффициент трансформации
(4.2.4)
Задача 4.3
Трехфазный трансформатор ТС-180/10 включен в сеть напряжением 10000 В. Пользуясь данными, указанными в паспорте (см. таблицу к задаче 4.1), рассчитать: фазные напряжения, если группа соединения трансформатора ; фазный и линейный коэффициенты трансформации; номинальные токи первичной и вторичной обмоток; активные сопротивления обмоток, если при коротком замыкании трансформатора мощности первичной и вторичной обмоток равны; к. п. д. при нагрузке, составляющей 50% от номинальной и
Решение
У трансформатора ТС-180/10 первичная обмотка соединена в звезду, а вторичная – в треугольник, поэтому фазные напряжения равны:
(4.3.1)
Фазный и линейный коэффициенты трансформации соответственно равны:
(4.3.2)
Номинальные токи первичной и вторичной обмоток определим из формулы номинальной мощности трансформатора:
(4.3.3)
Откуда
(4.3.4)
Находим активные сопротивления обмоток и с учетом того, что в каждой обмотке трансформатора по три фазы и ток короткого замыкания , равен номинальному току
(4.3.5)
где
К. п. д. трансформатора:
Задание для самостоятельной работы
Исходные данные определяются аналогично, как и для задачи 4.1.
Задача 4.4
Имеется трехфазный трансформатор со следующими данными: группа соединения Y/Y = 12.
Составить упрощенную схему замещения трансформатора в режиме короткого замыкания и определить значения всех элементов схемы, а также активные и индуктивные сопротивления обеих обмоток трансформатора, если считать, что сопротивления первичной обмотки равны приведенным сопротивлениям вторичной обмотки, т. е. c
Решение
Схема замещения и векторная диаграмма трехфазного трансформатора строятся для одной фазы. В упрощенной схеме замещения трансформатора (рис. 4.1, а) пренебрегают током холостого хода полагая при этом В режиме короткого замыкания трансформатора сопротивление нагрузки а напряжение доводится до величины, при которой (рис. 4.1, б), поэтому полное фазное сопротивление короткого замыкания можно найти из соотношения:
(4.4.1)
При соединении первичной обмотки по схеме звезда:
(4.4.2)
(4.4.3)
Следовательно,
(4.4.4)
Мощность короткого замыкания равна мощности потерь в проводниках обмоток трансформатора при номинальном токе:
(4.4.5)
Отсюда активное и индуктивное сопротивления обмоток трансформатора при коротком замыкании соответственно:
(4.4.6)
(4.4.7)
В схеме замещения (см. рис. 4.1, б)
(4.4.8)
где и приведенные активное и индуктивное сопротивление вторичной обмотки, согласно условию
Действительные сопротивления вторичной обмотки:
(4.4.9)
(4.4.10)
где К – коэффициент трансформации
Задание для самостоятельной работы
Исходные данные определяются аналогично, как и для задачи 4.1.
Задача 4.5
Для трехфазного трансформатора ТМ-20/10, имеющего следующие данные: напряжение короткого замыкания рассчитать коэффициент трансформации номинальные токи первичной и вторичной обмоток и активные сопротивления обмоток и если при коротком замыкании мощности первичной и вторичной обмоток равны; к. п. д. , если .
Ответы:
Дата: 2019-04-22, просмотров: 936.