Пример расчета номинальных параметров

Для трехфазного трансформатора мощностью Sном = 100 кв а, соединение обмоток которого У / Уо – 0, известно, номинальное напряжение на зажимах первичной обмотки U1 ном = 6000 В, напряжение холостого хода на зажимах вторичной обмотки U2 xx = 400 В, напряжение короткого замыкания Uкз = 5,5 % мощность короткого замыкания Ркз = 2400 Вт, мощность холостого хода Рхх = 600 Вт, ток холостого хода:

Определить: 1) сопротивление обмоток трансформатора z1, x1, z2, x2; 2) эквивалентное сопротивление z0 (сопротивление намагничивающей цепи) и его составляющие z0 и x0, которыми заменяется магнитная цепь трансформатора, угол магнитных потерь. Построить характеристики трансформатора: 1) зависимость U2 = f (β) напряжения U2 от нагрузки (внешняя характеристика), 2) зависимость n = f (β) коэффициента полезного действия от нагрузки (коэффициента мощности нагрузки принять Cos φ2 = 0,75

Решение:

1. Номинальный ток первичной обмотки:

2. Ток холостого хода и Cos φ0:

;

; φ0 = 85°

 

3. Угол магнитных потерь:

4. Сопротивления фазных обмоток.

Сопротивление короткого замыкания:

;

;

.

5. Сопротивление первичной обмотки:

;

.

6. Сопротивление вторичной обмотки:

;

;

где

7. Сопротивление намагничивающей цепи:

;

;

.

8. Для построения внешней характеристики U2 = d (β) определяем потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора:

,

где Ua % - соответственно активное и реактивное падения напряжений.

; ;

;

9. Напряжение на зажимах вторичной обмотки:

,

где U2 0 – напряжения в режиме холостого хода (номинальное напряжение вторичной обмотки).

Задаваясь различными значениями β определяем ∆ U2 %, затем U2

10. Для построения зависимости η = d (β), определяем КПД при разных коэффициентах нагрузки:

Результаты расчета сведены в таблицу10.1

Таблица 10.1 –Данные расчета

 

β ∆ U2 U2 η β ∆ U2 U2 η
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,507 1,014 1,521 2,028 2,535 397,97 395,94 393,92 391,89 389,86 0,924 0,956 0,965 0,967 0,969 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 3,042 3,549 4,056 4,563 5,070 387,83 385,80 383,78 381,75 379,72 0,967 0,966 0,964 0,963 0,962

 

11. Определяем при какой нагрузке трансформатор имеет максимальный КПД:

;

12. Характеристики:

,

Задание:

Для трехфазного трансформатора параметры которого приведены в таблице 3, определить коэффициент холостого хода Cos φ0, коэффициент мощности Cos φ, при нагрузке β = 0,7, Cos φ2 = 1 и β = 0,7, Cos φ2 = 0,75; сопротивление первичной и вторичной обмотках ч1, х1; ч2 и х2 расчетные сопротивления z0, ч0 и х0 угол магнитных потерь б.Построить внешнюю характеристику U2 = f (B) и зависимость к.п.д. от нагрузки η = f (B) для Cos φ2 = 0,75. Начертить Т-образную схему замещения трансформатора.

 

Таблица 10.2 - Параметры трансформатора

№ вар. Группа соединений Sном, кВА U1 ном, В U2 хх, В Uк.з., % Рк.з. Вт Рхх, Вт Iхх, %
Y/Y0 - 0 5,0 10,0
Y/∆- 11 5,0 9,0
Y/Y0 - 0 5,0 9,0
Y/Y0 - 0 5,0 8,0
Y/Y0 - 0 5,0 7,5
Y/Y - 0 5,0 7,5
Y/∆- 11 5,0 7,0
Y/Y0 - 0 5,0 7,0
Y/∆- 11 6,5 7,5
Y/Y0 - 0 5,5 6,5
Y/Y0 - 0 4,5 3,0
Y/Y0 - 0 4,7 3,0
Y/∆- 11 4,5 3,0
Y/∆- 11 4,7 3,0
Y/Y0 - 0 4,5 3,0
Y/Y0 - 0 4,5 3,0
Y/Y0 - 0 4,7 3,0
Y/∆- 11 4,0 3,2
Y/∆- 11 4,5 2,8
Y/∆- 11 4,5 2,8
Y/∆- 11 4,7 2,8
Y/Y0 - 0 4,7 2,8
Y/Y0 - 0 4,7 2,8
Y/Y0 - 0 4,5 2,3
Y/Y0 - 0 4,5 3,2