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 S_>ном>, первинна напруга U_>1н>,вторинна напруга U_>2н>, втрати холостого ходу P, втрати короткого замикання U_>к>, струм холостого ходу I_>0> ; частота мережі живлення f=50 Гц.

S_>ном>	U_>1н>	U_>2н>	P	P_>к>	ВН/НН	U_>к>	I_>0>
63000	110	10.5	73000	245000	Y/∆-11	10.5	0.6

По прийнятим даним трансформатора потрібно розрахувати:

Коефіцієнт трансформації трансформатора.
Номінальні струми і струми обмоток трансформатора.
Параметри заступної схеми трансформатора. Накреслити заступну схему трансформатора.
Номінальне і максимальне значення ККД трансформатора при активному (cos_>2>=1,0) і активно-індуктивному (cos_>2>=0,8) навантаженнях.
Побудувати криві залежності ККД трансформатора від коефіцієнта навантаження η =f(β) при cos_>2>=1,0 і cos_>2>=0,8.
Побудувати зовнішні характеристики трансформатора, змінюючи струм I_>2> від нуля до 1,2I_>2> при cos_>2>=1,0 і cos_>2>=0,8.
Побудувати векторну діаграму трансформатора, навантаженого до номінальної потужності активно-індуктивним навантаженням (cos_>2>=0,8).
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,

U_>2ф>=U_>2л>=1.2

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

U_>1ф>=U_>1л>/=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 S_>1> і що віддається S_>2> трансформатором у номінальному режимі повні потужності дорівнюють номінальній потужності S_>н> , тобто S_>1>= S_>2>= S_>н>. Для трифазної мережі:

S_>н>= × U_>i>_>>×I_>i> .

Тоді:

I_>1л>= =144.3

I_>2н>==

Фазні струми визначаються через лінійні струми для заданої схеми з’єднання обмоток. При з’єднанні зіркою I_>ф>=I_>л>, а трикутником I_>ф>=I_>л>/.

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

Z_>к>==

Де: U_>1фк>-напруга на первинній обмотці в досліді короткого замикання,

U_>1фк>==

Активний опір короткого замикання трансформатора:

R_>к>==

Реактивний опір короткого замикання трансформатора:

X_>к>==42.12

Для визначення опорів R_>1> і R^/_>2>, X_>1> і X^/_>2> Т-подібної заступної схеми необхідно загальний опір R_>к>= R_>1>+R^/_>2> і X_>к>= X_>1>+ X^/_>2> розподілити між їх складовими. Звичайно трансформатори проектуються так, щоб R_>1>=R^/_>2> і X_>1>=X^/_>2>.

З урахуванням цього:

R_>1>=R^/_>2>= =0.6 X_>1>=X^/_>2>==21.06

Повний опір вітки намагнічування:

Z_>m>==

Де: I_>0ф>- струм холостого ходу первинної обмотки,

I_>0ф>==0.83

Активний опір вітки намагнічування:

R_>m>==

Реактивний опір вітки намагнічування:

X_>m>==11840.8

До пункту 4.ККД трансформатора:

При =1

η= 1 – =1

де: β=I_>2>/I_>2>_>н> – 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. Зовнішня характеристика трансформатора U_>2>=f(I_>2>) дозволяє визначити, на скільки знижується напруга на виході трансформатора внаслідок спадання напруги ∆U на його внутрішньому опорі:

U_>2>=U_>2>_>н>-∆U де

∆U=