Расчет параметров трансформатора

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    228,91 kb
  • Опубликовано:
    2010-12-07
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

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.

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(кнг) при значениях коэффициента нагрузки кнг, равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 и 1,25 от номинального вторичного тока I. Определить максимальное значение кпд.

4.   Определить изменение вторичного напряжения Δ U аналитическим 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.

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=U

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 rk и называют активным сопротивлением короткого замыкания, а () – индуктивным сопротивлением короткого замыкания xk.

Для определения параметров схемы замещения трансформатора рассчитаем:

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

б) фазное напряжение короткого замыкания

;

где Uk – напряжение короткого замыкания, %;

в) полное сопротивление короткого замыкания

,

где Iк.ф. – фазный ток короткого замыкания:

при соединении по схеме "звезда":

;

г) мощность потерь короткого замыкания на фазу

;

Pk – 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;

 - приведённое активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора;

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

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 mI и масштаб напряжения mV.

Результаты расчётов сводят в таблицу.

k

А

град

Ом

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

==7057,946

U1=6876,77266

I1=118,25

 

Рис. 3

4. Построение кривой изменения КПД трансформатора в зависимости от нагрузки

Коэффициент полезного действия трансформатора при любой нагрузке определяют по формуле


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 I .

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, . 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

=0,48

0,985014198

0,5

0,983524273

0,75

0,977764951

1,25

0,974449268

1,5

Табл.5

Рис.4

5. Определение изменения напряжения трансформатора при нагрузке

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


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 %


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

При этом 2,27%

Рис.5

6. Построение внешней характеристики трансформатора

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

 

Где

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.

Похожие работы на - Расчет параметров трансформатора

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!