Меню

Построить внешнюю характеристику трансформатора

Внешняя характеристика трансформатора

Внешняя характеристика трансформатора – это зависимость вторичного напряжения от степени нагрузки трансформатора при постоянных первичном напряжении, частоте и cosφ2.

В работе необходимо рассчитать внешние характеристики для cosφ2 = 1 и cosφ2 =0,6 при φ2 > 0 и φ2 0 cosφ2 = 0,6; φ2

Расчет КПД следует вести для двух значений коэффициента мощности cosφ2 = 0,6 и cosφ2 = 1 при изменении степени нагрузки в пределах от 0 до 1,5. Для каждой зависимости необходимо рассчитывать по 6-7 точек, особо выделив максимальное значение КПД.

КПД трансформатора достигает максимального значения при степени нагрузки:

(8.20)

Результаты расчетов сводят в таблицу 8.3 по результатам которой, строят зависимость η = f(β).

№ п.п. β КПД
cosφ2 = 0,6 сosφ2 = 1

Заключение

В настоящем учебном пособие «Методическое пособие к курсовой работе по электрическим машинам: «Расчет трансформатора» представлены сведения позволяющие произвести расчет и сконструировать силовой трансформатор общего назначения на достаточно высоком уровне.

Приведены популярные методики расчета обмоток, магнитной системы, потерь, механических сил в обмотках, возникающих при коротком замыкании трансформатора.

Приводятся необходимые сведения о магнитных материалах для изготовления сердечника трансформатора, геометрических размерах обмоточных проводов различных марок, изоляционных материалах для конструирования главной изоляции. Особенно подробно изложена информация об устройстве стержней и ярм магнитопроводов с плоской трехстержневой магнитной системой.

В учебном пособии наиболее подробно отражены необходимые сведения о конструкции трансформаторов; основных материалах, применяемых в трансформаторостроении; о видах регулирования напряжения силового трансформатора.

Настоящее пособие будет полезно студентам при выполнении курсовой работы по проектированию силового трансформатора.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 16110–82. Трансформаторы силовые. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1986. – 30 с.

4. Антонов М.В., Герасимова Л.С. Технология производства электрических машин. М.: Энергоиздат, 1982. – 512 с.

6. Худяков З.Н. Ремонт трансформаторов. М.: Высшая школа, 1986. – 232 с.

8. Лизунов С.Д., Лоханин А.К. Силовые трансформаторы: Справочная книга. М.: Энергоиздат, 2004. – 616 с.

9. Хныков А.В. Теория и расчет трансформаторов источников вторичного электропитания. Из-во Москва. – 2004. – 125 с.

10. Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа 2000 г – 463 с.

11. ГОСТ 11677–85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1999.- 40 с.

Читайте также:  Как построить третий вид по двум заданным видам

Герасименко Татьяна Сергеевна

Источник

Внешняя характеристика трансформатора

Внешняя характеристика – это зависимость напряжения на выводах трансформатора от тока, протекающего через нагрузку, подключенную к этим выводам, т.е. зависимость U2=f(I2) при U1=const. При изменении нагрузки (тока I2) вторичное напряжение трансформатора изменяется. Это объясняется изменением падения напряжения на сопротивлении вторичной обмотки I2‘z2 и изменением ЭДС E2‘=E1 за счет изменения падения напряжения на сопротивлении первичной обмотки.

Причем, поскольку уравнения (1.27) векторные, U2 зависит как от значения нагрузки, так и ее характера: активного, индуктивного или емкостного. Значение нагрузки в трансформаторах определяют коэффициентом нагрузки:

характер нагрузки – углом 2 сдвига по фазе вторичных напряжения и тока.

Точный расчет внешней характеристики можно выполнить по схеме замещения (рис. 1), изменяя zн и определяя U2 и I2.

Однако на практике часто пользуются формулой

Значение Δu рассчитывают по упрощенному выражению, которое можно получить из схемы замещения трансформатора при определенных допущениях:

Внешние характеристики, построенные по (1.31) и (1.32), представлены на рис. 2,a. Как видно, характеристики линейные и жесткие. Жесткость характеристик, т.е. слабая зависимость функции (U2) от аргумента (Kн), объясняется тем, что сопротивление обмоток невелико (uк≈5-15%), а основной магнитный поток мало зависит от нагрузки. При активной (φ2=0) и активно-индуктивной (φ2>0) нагрузке характеристики всегда падающие, при активно-емкостной (φ2 

Источник

Построение внешних характеристик трансформатора.

Расчет параметров трансформатора по номинальным данным

Тип трансформатора – ТДЦН – 400 000 / 110

Номинальная мощность SН = 400 000 кВА = 400 МВА

Номинальное напряжение первичной обмотки U1H = 110 кВ

Номинальное напряжение вторичной обмотки U2H = 20 кВ

Мощность холостого хода РО = 320 кВт

Мощность короткого замыкания РК = 900 кВт

Напряжение короткого замыкания uК = 10,5 %

Ток холостого хода iO% = 0,45 %

Схема соединения обмоток Y/Y

Группа соединения обмоток 0

Задание

1. Дать характеристику трансформатора по условному обозначению.

2. Рассчитать по номинальным данным:

2.1. Коэффициент трансформации трансформатора.

2.2. Фазные напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе.

2.3. Номинальные линейные и фазные токи в обмотках трансформатора.

2.4. Ток первичной обмотки в режиме холостого хода, выраженный в амперах.

2.5. Напряжение короткого замыкания, выраженное в вольтах.

2.6. Коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе.

Читайте также:  Мы построим наш дом на отшибе слушать

2.7. Параметры однофазной схемы замещения трансформатора при холостом ходе.

2.8. Потери в стали трансформатора.

2.9. Коэффициент мощности трансформатора при опыте короткого замыкания.

2.10. Параметры однофазной схемы замещения трансформатора при коротком замыкании.

2.11. Параметры однофазной схемы замещения трансформатора под нагрузкой.

2.12. Электрические потери в обмотках трансформатора в номинальном режиме.

3. Построить внешние характеристики трансформатора при cos j2 = 1 и при cos j2 = 0,8 для b = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25.

4. Построить зависимости КПД трансформатора от его загрузки при cos j2 = 1 и при cos j2 = 0,8 для b = 0; 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25.

Характеристика трансформатора по условному обозначению.

Из условного обозначения следует, что это трехфазный трансформатор силовой общего назначения (Т), имеющий охлаждение с дутьем (Д) и принудительной циркуляцией масла (Ц), а также с устройством переключения регулировочных отводов под нагрузкой (с устройством РПН) (Н). Номинальная мощность трансформатора 400 МВА, номинальное напряжение первичной обмотки 110 кВ.

Расчет параметров трансформатора по номинальным данным.

2.1) Коэффициент трансформации трансформатора определяется в режиме холостого хода при номинальном напряжении первичной обмотки:

2.2) Фазные напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе.

В паспортных данных указываются линейные напряжения. С учетом того, что схема соединения обмоток трансформатора Y/Y, то фазные напряжения меньше линейных в . Следовательно, фазное напряжение первичной обмотки:

,

фазное напряжение вторичной обмотки:

.

2.3) Номинальные линейные и фазные токи в обмотках трансформатора.

С учетом того, что для трехфазного трансформатора независимо от схемы соединения обмоток

,

то номинальный линейный ток в первичной обмотке равен:

,

а номинальный линейный ток во вторичной обмотке:

.

Так как схема соединения обмоток Y/Y, то линейные токи равны фазным токам.

2.4) Ток первичной обмотки в режиме холостого хода, выраженный в амперах:

2.5) Напряжение короткого замыкания, выраженное в вольтах:

2.6) Коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе

2.7) Параметры однофазной схемы замещения трансформатора при холостом ходе (рис.1).

Для трехфазных трансформаторов в номинальных данных указывается мощность потерь холостого хода Р и короткого замыкания РК на три фазы. При расчете параметров однофазной схемы замещения эти мощности будут в три раза меньше. Полное, активное и индуктивное сопротивления холостого хода для одной фазы рассчитаем по формулам:

Читайте также:  Как построить комплексно сопряженное уравнение

Zm, rm, Xm – полное, активное и индуктивное сопротивления намагничивающего контура.

В силовых трансформаторах сопротивления первичной обмотки в десятки и сотни раз меньше сопротивления намагничивающего контура, поэтому с достаточной точностью можно считать, что сопротивления намагничивающего контура равны сопротивлениям холостого хода:

Рис. 1. Схема замещения трансформатора при холостом ходе

2.8) Потери в стали трансформатора.

Так как ток холостого хода мал по сравнению с номинальным током, то электрическими потерями в первичной обмотке пренебрегают и считают, что вся мощность, потребляемая трансформатором из сети, расходуется на компенсацию потерь в стали, т.е.

2.9) Коэффициент мощности трансформатора при коротком замыкании:

2.10) Параметры однофазной схемы замещения трансформатора при коротком замыкании (рис. 2).

Рис.2. Схема замещения трансформатора при коротком замыкании

Полное, активное и индуктивное сопротивления короткого замыкания трансформатора можно определить по формулам:

Так как в опыте короткого замыкания мощность потерь делится поровну между первичной и приведенной вторичной обмотками, то полное, активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки и соответствующие им сопротивления вторичной обмотки, приведенной к первичной равны:

Истинные сопротивления вторичной обмотки

2.11) Однофазная схема замещения трансформатора под нагрузкой представлена на рис.3. На этой схеме Z¢НГ – это полное сопротивление нагрузки, приведенное к первичной обмотке.

Рис.3. Однофазная схема замещения трансформатора под нагрузкой

2.12) Электрические потери в обмотках трансформатора в номинальном режиме.

Построение внешних характеристик трансформатора.

Внешней характеристикой трансформатора называют зависимость напряжения на выводах вторичной обмотки U2 от тока этой обмотки I2 при условии, что cos j2= const и U1= const.

Вторичное напряжение трансформатора при нагрузке

где U20 – напряжение на вторичной обмотке при номинальном напряжении на первичной обмотке в режиме холостого хода. В рассматриваемом примере U20 = U = 20 кВ.

— процентное изменение напряжение трансформатора при нагрузке

b = I2 / I2 H — коэффициент загрузки трансформатора;

I 2 –ток во вторичной обмотке (ток нагрузки);

I 2 H – номинальный ток вторичной обмотки.

Определим составляющие напряжения короткого замыкания:

Необходимо рассчитать и построить внешние характеристики при cos j 2 =1 и при cos j 2 = 0,8 для b = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25. Данные расчета свести в табл. 1.

Пример для cos j 2 = 0,8 и b = 1:

Таблица 1

Дата добавления: 2019-02-12 ; просмотров: 1015 ;

Источник

Adblock
detector