3.2.2 Задача 2 по трансформаторам
Трехфазный двухобмоточный трехстержневой трансформатор включен в сеть с напряжением Uн при схеме соединения обмоток Y / YН.Величины, характеризующие номинальный режим работы трансформатора, приведены в таблице 4: полная мощность SН; первичное линейное напряжение U1н; вторичное линейное напряжение U2н; напряжение короткого замыкания Uк; мощность потерь короткого замыкания (при номинальном токе) ркн . Кроме того, заданы значения тока холостого хода I0 (в % от I1н), мощность потерь холостого хода p0 и характер нагрузки соsφ2.
Таблица 4 – Данные к задаче 2 контрольной работы № 1 [9]
№ варианта | SН кВА | U1Н кВ | U2Н кВ | UК % | Ι0 % | ро Вт | ркн Вт | cosφ2 |
0,4 | 4,5 | 3,2 | 0,9 | |||||
0,4 | 4,5 | 3,0 | 0,95 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,8 | 0,85 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,8 | 0,80 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,6 | 0,70 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,6 | 0,75 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,4 | 0,95 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,4 | 1,0 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,3 | 0,9 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,3 | 0,85 |
Продолжение таблицы 4
0,4 | 4,5 | 2,1 | 0,8 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,1 | 1,0 | |||||
0,4 | 5,5 | 2,0 | 0,95 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,0 | 0,9 | |||||
0,4 | 4,5 | 3,0 | 0,85 | |||||
0,4 | 4,5 | 3,2 | 0,80 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,6 | 1,0 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,4 | 0,92 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,3 | 0,88 | |||||
0,4 | 5,5 | 1,4 | 0,82 | |||||
0,69 | 6,5 | 1,5 | 0,89 | |||||
0,4 | 5,5 | 1,3 | 0,91 | |||||
0,69 | 6,5 | 1,4 | 0,81 | |||||
0,69 | 6,5 | 1,1 | 0,78 | |||||
11,0 | 6,5 | 1,1 | 0,83 | |||||
0,4 | 4,0 | 3,2 | 0,80 | |||||
0,4 | 4,5 | 3,0 | 0,90 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,8 | 0,80 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,8 | 0,85 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,6 | 0,75 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,6 | 0,85 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,4 | 0,80 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,4 | 0,90 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,3 | 0,85 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,3 | 0,85 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,1 | 0,80 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,1 | 0,90 | |||||
0,4 | 5,5 | 2,0 | 0,90 | |||||
0,4 | 6,5 | 2,0 | 0,85 | |||||
0,4 | 4,5 | 4,5 | 0,80 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,4 | 0,85 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,3 | 0,90 | |||||
0,4 | 4,5 | 2,1 | 0,82 | |||||
0,4 | 5,5 | 2,0 | 0,75 | |||||
0,69 | 6,5 | 1,5 | 0,80 | |||||
11,0 | 6,5 | 1,5 | 0,85 | |||||
0,69 | 6,5 | 1,4 | 0,85 | |||||
11,0 | 6,5 | 1,4 | 0,80 | |||||
0,69 | 6,5 | 1,1 | 0,85 | |||||
11,0 | 6,5 | 1,1 | 0,80 |
Содержание задания:
|
|
1. Начертить электромагнитную схему трехфазного трансформатора и определить номинальные токи в обмотках трансформатора I1ф и I2ф, фазное напряжение обмоток U1ф и U2ф,коэффициент трансформации фазных напряжений ки ток холостого хода I0 в амперах.
2. Определить параметры схемы замещения трансформатора ,
,
,
,
,
.
3. Построить зависимость КПД трансформатора от нагрузки η=f(β) при cosφ2 = const и определить оптимальную загрузку его по току βoпт.
4. Построить зависимость изменения вторичного напряжения от изменения нагрузки ΔU= f(β) и внешнюю характеристику трансформатора U2 = f(β) при U1 = const и cosφ2 = const.
|
Примечание. При решении задачи все характерные величины трехфазного трансформатора определяют для одной фазы.
Методические советы:
К пункту 1. Электромагнитную схему трехфазного двухобмоточного трехстержневого трансформатора со схемой соединения Υ/Υнначертить на основе рис. 2.33 [1]. Для силовых трехфазных трансформаторов можно считать, что практически равна вторичной
, поскольку номинальное значение КПД близко к единице. Поэтому номинальное (линейное) значение первичного и вторичного токов трансформатора следует определить из этих соотношений. Значения фазных токов и напряжений определяют на основе известных из курса ТОЭ соотношений между линейными и фазными величинами в трехфазной системе при соединении обмоток трансформатора в Y и Δ.
Величину тока холостого хода в амперах определяют из соотношения:
, А (10)
К пункту 2. Для определения параметров схемы замещения трансформатора вначале находят значение фазного напряжения короткого замыкания UКФ, а также величину полного Zк, активного Rк и индуктивного Хк сопротивлений короткого замыкания по следующим зависимостям:
Ом;
;
(11)
Поскольку и
, то сопротивления обмоток трансформатора можно легко определить на основе допущения, что
,
, то есть
Ом и
Ом. (12)
Действительные значения сопротивлений вторичной обмотки трансформатора R2 и X2 определяют из приведенных их значений R'2 и Х'2 и на основе соотношений:
Ом и
Ом, (13)
где К – коэффициент трансформации.
Значение величины полного , активного
и индуктивного сопротивлений ветви намагничивания
для схемы замещения трансформатора определяют из соотношений:
;
;
;
;
;
(14)
На основании выполненных расчетов следует вычертить Т- образную схему замещения трансформатора и указать на ней величины соответствующих сопротивлений.
К пункту 3. Оптимальный коэффициент загрузки трансформатора по току, соответствующий максимальному значению КПД, определяют из соотношения .Величину КПД трансформатора при заданном значении загрузки по току
определяют методом отдельных потерь по формуле:
(15)
Для построения зависимости η = f(β) при U1 = const и cosφ2 = const в выражение (15) последовательно подставляют значения βi = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 и и находят соответствующие им значения
.
К пункту 4. Для построения зависимости ΔU = f(β) при U1 = const и cosφ2 = const пользуются выражением
ΔUi% = βi (Uка% cosφ2 + Uкр% sinφ2) (16)
где Uка% и Uкр% — соответственно значения падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлении короткого замыкания трансформатора, %, которые определяют из соотношений:
(17)
В выражение (16) подставляют значения = 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0; 1,25 и находят соответствующие им значения ΔUi. На основании данных расчетов строят график ΔU% = f(β).
Для построения внешней характеристики трансформатора U2 = f(β) при U1 = const и cosφ2 = const находят значение величины вторичного напряжения U2 при рассматриваемых выше значениях βi т.е. U2i% = U2н% - ΔUi%. На основании полученных данных строят график U2 = f(β).