Визначення параметрів і характеристик трифазного силового трансформатора

                             МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

                    ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 

 

 

                                                                                 Кафедра “Електромеханіка і ТОЕ”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Контрольна робота №1:

                             «Визначення параметрів і характеристик трифазного

                                             силового трансформатора»

 

                                                      Варіант № 79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                Виконав

                                                                                                 студент групи ЕСЕ – 12а

                                                                                                                              Дьяченко Д.Ю                          Перевірив

                                                                                                 проф.Апухтін О.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               Донецьк – 2014

                                            

                                                         Контрольна робота №1

    Визначити параметри і характеристики трифазного силового трансформатора.

    Трифазний три стрижневий  двох обмотковий трансформатор  з масляним охолодженням має  наступні номінальні дані:

• Номінальна потужність Sn=6300кВА
• Первинна напруга U1n=20кВ
• Вторинна напруга U2n=3,15кВ
• Втрати холостого ходу Po=9400Вт
• Втрати короткого замикання Pk=46500Вт
• Напруга короткого замикання Uk=7,5%
• Струм холостого ходу Io=0,9%
• Частота мережі живлення f=50Гц
• Схема і група з`єднання обмоток Y/A – 11

                                                          Рішення

  

1. Коефіцієнт трансформації трансформатора.

   Номінальні фазні напруги обмоток визначаються в залежності від схеми з`єднання: Y/A – 11.

 

                     

 

     При умовній позначці схеми з`єднання обмоток трансформатора над рисою прийнято позначати схему з`єднання обмотки вищої напруги і під рисою – нижчої напруги.

     Коефіцієнт трансформації трансформатора:

 

                   

 

2. Номінальні струми і струми обмоток трансформатора.

Якщо знехтувати струмом холостого ходу і втратами в трансформаторі, споживання S1і що віддається S2 у номінальному режимі повні потужності дорівнюють номінальній потужності Sn, тобто S1=S2=Sn.

Для трифазної мережі: 

Тоді:     

                          

 

 

     3.Параметри заступної схеми трансформатора. Накреслити заступну схеме трансформатора.

     Відображую заступну схему однієї фази, інші будуть аналогічні.

      Повний опір короткого замикання:

               

Де: U1фк – напруга на первинній обмотці в досліді короткого замикання.

               

Активний опір короткого замикання трансформатора:

              

 

Реактивний опір короткого замикання трансформатора:

                

     Для визначення опрів  R1і R2,X1іX2 T-подібної заступної схеми необхідно загальний опір  Rк і Xк розподілити між їх складовими. Звичайно трансформатори проектуються так, щоб R1=R`2,X1=X`2. З урахуванням цього:

                 

Повний опір вітки намагнічування:

                 

Де: - струм холостого ходу первинної обмотки.

Активний опір вітки намагнічування:

                

Реактивний опір вітки намагнічування:

                 

    Заступна схема трансформатора:

                            

                         Рисунок  3.1 – заступна схема трансформатора

4.Номінальне  і максимальне значення ККД  трансформатора при активному (cos =1.0) і активно-індуктивному (cos =0.8) навантаженнях.

При cos =0.8:

     Де: - коефіцієнт навантаження трансформатора.

     ККД трансформатора  має максимальне значення при:

При cos =1:

 

5. Побудувати  криві залежностей ККД трансформатора  від коефіцієнта навантаження  при cos =1.0 і cos =0.8.

cos =0.8

Задамося значеннями і визначимо ККД.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

 

 

 

 

 Рисунок 5.1 – крива залежностей при cos =0.8 і cos =1.

 

6. Побудувати  зовнішні характеристики трансформатора, змінюючи струм I2 від нуля до 1.2I2 при cos =1.0 і cos =0.8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 6.1. – Результати розрахунків точок характеристик трансформатора

cos	β	∆U%	∆U,В	U2,В	I2,А
=0.8	0	0	0	3150	0
	0.1	7.28	229.32	2921	115.5
	0.25	18.2	573.3	2577	288.75
	0.5	36.4	1147	2003	577.5
	0.75	54.6	1720	1430	866.25
	1	72.8	2293	856,8	1155
	1.25	91	2866	283,5	1444
=1	0	0	0	3150	0
	0,1	50.848	1602	1548	115.5
	0,25	127.12	4004	-854,28	288.75
	0,5	254.24	8009	-4859	577.5
	0,75	381.36	1201	-8863	866.25
	1	508.48	1602	-12870	1155
	1,25	635.6	2002	-16870	1444

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6.1-крива залежностей при cos =0.8 і cos =1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6.1-крива залежностей при cos =0.8 і cos =1.

 

7.Побудувати (у  масштабі) векторну діаграму трансформатора навантаженого до номінальної потужності активно-індуктивним навантаженням  cos =0.8.

Векторну діаграму будуємо на основі рівнянь навантаженого трансформатору:

 

 

8. Проаналізувати  виконану задачу і зробити  висновки.

      У цій задачі  визначаються параметри і характеристики  трифазного силового трансформатора. Трансформатор працює як знижуючий.

       Трансформатор  можливо замінити у Т-подібну  схему, по якій знаходимо І1 і  І2; потужність Р1, потужність втрат, опір вітки намагнічування і  т.д. для цього опору первинної і вторинної обмоток, а також напруги і струмів вважають однаковими – підведеними до первинної обмотки.

      Максимальне ККД  трансформатора отримуємо при  коефіцієнті  та при активному навантаженні.

     Дізнатися на скільки  знижується напруга на виході  трансформатора, внаслідок спаду напруги  U на його внутрішньому опорі дозволяють зовнішні характеристики.