Задача №1. Визначити параметри і характеристики трифазного силового трансформатора

 

Трифазний три стрижневий двох обмотковий трансформатор з масляним охолодженням має наступні номінальні данні: нормальна потужність Sном, первинна напруга U1н,вторинна напруга U2н, втрати холостого ходу P, втрати короткого замикання Uк, струм холостого ходу I0 ; частота мережі живлення f=50 Гц.

Sном

U1н

U2н

P

 Pк

ВН/НН

Uк

I0

63000 110 10.5 73000 245000 Y/∆-11 10.5 0.6

 

По прийнятим даним трансформатора потрібно розрахувати:

1.         Коефіцієнт трансформації трансформатора.

2.         Номінальні струми і струми обмоток трансформатора.

3.         Параметри заступної схеми трансформатора. Накреслити заступну схему трансформатора.

4.         Номінальне і максимальне значення ККД трансформатора при активному (cos2=1,0) і активно-індуктивному (cos2=0,8) навантаженнях.

5.         Побудувати криві залежності ККД трансформатора від коефіцієнта навантаження η =f(β) при cos2=1,0 і cos2=0,8.

6.         Побудувати зовнішні характеристики трансформатора, змінюючи струм I2 від нуля до 1,2I2 при cos2=1,0 і cos2=0,8.

7.         Побудувати векторну діаграму трансформатора, навантаженого до номінальної потужності активно-індуктивним навантаженням (cos2=0,8).

8.         Проаналізувати виконану задачу і зробити висновки.

До пункту 1. Номінальні фазні напруги обмоток визначаються в залежності від схеми з’єднання:

При з’єднанні обмоток трикутником(∆) фазна напруга дорівнює лінійній,

U2ф=U2л=1.2

При з’єднанні обмоток зіркою (Y) фазна напруга:

U1ф=U1л/=6/=3.46

Слід зазначити, що при умовній позначці схеми з’єднання обмоток трансформатора над рисою прийнято позначати схему з’єднання обмотки вищої напруги і під рискою – нижчої напруги.

Коефіцієнт трансформації трансформатора:

K= =2.88

До пункту 2. Якщо знехтувати струмом холостого ходу і втратами в трансформаторі, споживана S1 і що віддається S2 трансформатором у номінальному режимі повні потужності дорівнюють номінальній потужності Sн , тобто S1= S2= Sн. Для трифазної мережі:

Sн= × Ui ×Ii .

Тоді:

I1л= =144.3

I2н==

Фазні струми визначаються через лінійні струми для заданої схеми з’єднання обмоток. При з’єднанні зіркою Iф=Iл, а трикутником Iф=Iл/.

До пункту 3. Для трифазного трансформатора звичайно відображується заступна схема однієї фази. Повний опір короткого замикання трансформатора:

Zк==

Де: U1фк-напруга на первинній обмотці в досліді короткого замикання,

U1фк==

Активний опір короткого замикання трансформатора:

Rк==

Реактивний опір короткого замикання трансформатора:

Xк==42.12

Для визначення опорів R1 і R/2, X1 і X/2 Т-подібної заступної схеми необхідно загальний опір Rк= R1+R/2 і Xк= X1+ X/2 розподілити між їх складовими. Звичайно трансформатори проектуються так, щоб R1=R/2 і X1=X/2.

З урахуванням цього:

R1=R/2= =0.6 X1=X/2==21.06

Повний опір вітки намагнічування:

Zm==

Де: I0ф- струм холостого ходу первинної обмотки,

I0ф==0.83

Активний опір вітки намагнічування:

Rm==

Реактивний опір вітки намагнічування:

Xm==11840.8

До пункту 4.ККД трансформатора:

При =1

η= 1 – =1

де: β=I2/I2н – коефіцієнт навантаження трансформатора.

ККД трансформатора має максимальне значення при:

Β=0.43

При =0.8

η=0.99

При =1

 

β

0 0.1 0.25 0.5 0.75 1 1.75 η 0 0.98 0.991 0.991 0.998 0.99 0.997

при=0.8

β 0 0.1 0.25 0.5 0.75 1 1.25 η 0 0.98 0.99 0.99 0.997 0.996 0.993

До пункту 6. ............