Електромашини

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.

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 ? =f(?) 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

?= 1 - =1

де: ?=I2/I2н - коефіцієнт навантаження трансформатора.

ККД трансформатора має максимальне значення при:

?=0.43

При =0.8

?=0.99

При =1

при=0.8

До пункту 6. Зовнішня характеристика трансформатора U2=f(I2) дозволяє визначити, на скільки знижується напруга на виході трансформатора внаслідок спадання напруги ?U на його внутрішньому опорі:

U2=U2н-?U де

?U=

Де:?U(%)- відносна змінна напруги на затискачах вторинної обмотки навантаженого трансформатора,(%)

?U(%) = ??(Uka?+Ukp)

Uka=1%

Ukp=3%

При cos =1

sin

?1=0 ?2=1.2

?U(%)=0

?U(%)=1.2

?U=4.8

U2=395.8

При cos =0.8 sin.6

?1=0 ?2=1.2

?U(%)=0 ?U(%)=26.2

?U=0 ?U=104.8

U2= U2н =40 U2= 295.2 В

Будується максимальне значення магнитного потоку

Фм=Е1/4.44w1