Контрольная работа: 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 напругаU_2н , втрати холостого ходуP, втрати короткого замикання U_к , струм холостого ходу I₀ ; частота мережі живлення f=50 Гц .

По прийнятим даним трансформатора потрібно розрахувати:

1. Коефіцієнт трансформації трансформатора.

2. Номінальні струми і струми обмоток трансформатора.

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

4. Номінальне і максимальне значення ККД трансформатора при активному (cos₂ =1,0) і активно-індуктивному (cos₂ =0,8) навантаженнях.

5. Побудувати криві залежності ККД трансформатора від коефіцієнта навантаження η =f ( β) при cos₂ =1,0 і cos₂ =0,8.

6. Побудувати зовнішні характеристики трансформатора, змінюючи струм I ₂ від нуля до 1,2I ₂ при cos₂ =1,0 і cos₂ =0,8.

7. Побудувати векторну діаграму трансформатора, навантаженого до номінальної потужності активно-індуктивним навантаженням (cos₂ =0,8).

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 S₁ і що віддається S₂ трансформатором у номінальному режимі повні потужності дорівнюють номінальній потужності S_н , тобто S₁ = S₂ = 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 опорівR ₁ і R^/ ₂ , X₁ і X^/ ₂ Т -подібної заступної схеми необхідно загальний опір R _к =R ₁ +R^/ ₂ і X _к = X₁ + X^/ ₂ розподілити між їх складовими. Звичайно трансформатори проектуються так, щоб R ₁ =R^/ ₂ і X₁ =X^/ ₂ .

З урахуванням цього:

R ₁ =R^/ ₂ = =0.6 X₁ =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=I₂ /I_{2 н} – коефіцієнт навантаження трансформатора.

ККД трансформатора має максимальне значення при:

Β=0.43

При =0.8

η=0.99

При=1

при=0.8

До пункту 6 . Зовнішня характеристика трансформатораU₂ =f (I₂ ) дозволяє визначити, на скільки знижується напруга на виході трансформатора внаслідок спадання напруги ∆U на його внутрішньому опорі:

U₂ =U_{2 н} -∆U де

∆U=

Де:∆U(%)- відносна змінна напруги на затискачах вторинної обмотки навантаженого трансформатора,(%)

∆U(%) = β×(U_ka ×+U_kp )

U_ka =1%

U_kp =3%

При cos=1

sin

β1=0 β₂ =1.2

∆U(%)=0

∆U(%)=1.2

∆U=4.8

U₂ =395.8

При cos=0.8 sin.6

Β₁ =0 β₂ =1.2

∆U(%)=0 ∆U(%)=26.2

∆U=0 ∆U=104.8

U₂ = U_2н =40U₂ = 295.2 В

Будується максимальне значення магнитного потоку

Ф_м =Е₁ /4.44w₁