Расчет трехфазного трансформатора

Тип работы:
Практическая работа
Предмет:
Финансы


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Расчет трехфазного трансформатора

Вариант 46

Содержание

1. Данные для расчета

2. Маркировка трансформатора

3. Определение фазных, линейных напряжений и токов при работе трансформатора в номинальном режиме, фазный и линейный коэффициенты трансформации и число витков первичной обмотки

4. Определение максимального значения магнитного потока

5. Определение параметров схем замещения по данным режимов холостого хода и короткого замыкания в номинальном режиме

6. Определение процентного изменения вторичного напряжения трансформатора при переходе с режима холостого хода к номинальной нагрузке

7. Рассчитываем процентное изменение напряжения в зависимости от угла

8. Построение векторных диаграмм при работе трансформатора под нагрузкой и определяем угол между приведенным током и приведенными значениями Э.Д.С. вторичной обмотки

9. Расчет КПД при изменении коэффициента нагрузки

10. Определяем распределение нагрузок между двумя трансформаторами одинаковой номинальной мощность

11. Вычерчиваем эскиз трехфазного силового трансформатора в удобном масштабе

1. Данные для расчета

Тип трансформатора — ТC-1600/10,5;

Номинальное низшее напряжение, U2Н = 230 В;

Напряжение короткого замыкания, UК = 5,9%;

Номинальные потери короткого замыкания, РКН = 11 500 Вт;

Диаметр стержня, DC = 0,35 м;

Активное сечение стержня, SC = 0,0414 м²;

Расстояние между осями стержней, L = 0,71 м;

Активное сечение ярма, SЯ = 0,0424 м²;

Высота стержня, HC = 0,96 м;

Высота ярма, НЯ = 0,33 м;

Число витков обмотки НН W2 = 128;

Частота питающей сети, f = 50 Гц;

Соединение обмоток — Y/ Y.

2. Маркировка трансформатора

Из маркировки трансформатора следует:

Номинальная мощность, SН = 1 600 000 В•А;

Номинальное высшее напряжение U1Н = 10 500 В;

3. Определение фазных, линейных напряжений и токов при работе трансформатора в номинальном режиме, фазный и линейный коэффициенты трансформации и число витков первичной обмотки

Фазное напряжение высшей обмотки,

, (3. 1)

.

Фазное напряжение низшей обмотки,

;.

Линейный коэффициент,

, (3. 2)

.

Число витков в первичной обмотке,

, (3. 3)

витков.

4. Определение максимального значения магнитного потока

(4. 1)

.

Определяем индукцию в стержне и ярме,

(4. 2)

(4. 3)

,

.

Определяем массу стержней и ярма,

(4. 4)

(4. 5)

где — удельная плотность трансформаторной стали.

,

.

Выбираем из справочника удельные потери в стержнях РС [Вт/кг], ярме РЯ [Вт/кг], удельные намагничивающие мощности для стержней, ярма и стыков — РС. НАМ, РЯ. НАМ и РСТ. НАМ. Сталь 3404 0,35 мм. Шихтовка в одну пластину 0,82•РСТ. НАМ, число стыков со сборкой внахлестку nСТ = 7.

Находим потери холостого хода,

(4. 6)

где коэффициент добавочных потерь при и при.

.

Определяем намагничивающую емкость,

(4. 7)

После определения потерь в стали Р0 находим активную — I0a и реактивную — I0a составляющие тока холостого хода,

(4. 8)

(4. 9)

,

.

Среднее значение тока холостого хода,

(4. 10)

.

(4. 11)

.

Результаты расчетов заносим в таблицу, для остальных случаев при рассчитываем аналогично.

Таблица 1 — Расчеты при

i

0

0,25

0,50

0,75

1

1,25

0

2625

5250

7875

10 500

13 125

0

1515,54

3031,09

4546,63

6062,18

7577,72

0

0,03

0,06

0,08

0,11

0,14

0

0,03

0,06

0,08

0,11

0,14

0

0,0035

0,007

0,0105

0,014

0,021

0

0,0035

0,007

0,0105

0,014

0,021

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,03

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,03

0

4,1

8,2

12,3

16,4

24,6

0

7,46

14,91

22,37

29,83

44,74

0

11,33

22,67

34,00

45,33

68

0

0,0016

0,0016

0,0016

0,0016

0,002

0

0,0025

0,0025

0,0025

0,0025

0,003

0

0,003

0,003

0,003

0,003

0,0036

0

0,55

0,55

0,55

0,55

0,55

По расчетным данным строим зависимости, , (см. Приложение).

5. Определение параметров схем замещения по данным режимов холостого хода и короткого замыкания в номинальном режиме

Так как и, то и то.

При соединении первичной обмотки звездой фазный ток определяется,

(5. 1)

.

Активное сопротивление короткого замыкания,

(5. 2)

.

Полное сопротивление короткого замыкания,

(5. 3)

.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания,

(5. 4)

.

Полное сопротивление намагничивающего контура,

(5. 5)

.

Активное сопротивление намагничивающего контура,

(5. 6)

.

Индуктивное сопротивление намагничивающего контура,

(5. 7)

.

Вычерчиваем Т — «образную» схему замещения приведенного трансформатора. трансформатор напряжение ток магнитный

Рисунок 1. Т — «образная» схема замещения приведенного трансформатора.

6. Определение процентного изменения вторичного напряжения трансформатора при переходе с режима холостого хода к номинальной нагрузке

Расчет производится для активной, активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузок при изменении коэффициента нагрузки

, (6. 1)

.

(6. 2)

.

Так как расчеты проводим по следующей формуле:

, (6. 2)

В скобках при активно-индуктивной нагрузке ставим знак — минус, а активно-емкостной — плюс.

Напряжение на выводах вторичной обмотки,

(6. 3)

(6. 4)

При активной нагрузке:

,

.

При активно-индуктивной нагрузке, :

,

.

При активно-емкостной нагрузке, :

,

,

.

Для остальных случаев рассчитываем аналогично, результаты заносим в таблицу 2

Таблица 2 — Зависимость процентного изменения напряжения и напряжения от изменения нагрузки

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Активная нагрузка

0

0,15

0,31

0,49

0,68

0,89

1,11

230

229,93

229,71

229,32

228,74

227,95

226,94

Активно-индуктивная

0

0,82

1,65

2,49

3,33

4,18

5,04

230

229,62

228,48

226,57

223,87

220,39

216,10

Активно-емкостная

0

-0,58

-1,16

-1,73

-2,29

-2,85

-3,4

230

230,27

231,07

232,39

234,22

236,55

239,37

0

803,3

1606,5

2409,8

3213,1

4016,3

4819,6

По расчетным данным строим внешние характеристики трансформатора, (см. Приложение).

7. Рассчитываем процентное изменение напряжения в зависимости от угла

Расчеты производим при изменении от 0 до +90? (индуктивная нагрузка); от 0 до -90? (емкостная нагрузка), при номинальной нагрузке.

Процентное изменение напряжения в зависимости от угла определяем по формулам:

, (7. 1)

(7. 2)

(7. 3)

,

,

.

Процентное изменение выходного напряжения,

, (7. 4)

.

В остальных случаях рассчитываем аналогично, результаты сводим в таблицу 3.

Таблица 3 — Зависимость процентного изменения напряжения от угла

90 ?

75 ?

60 ?

45 ?

30 ?

15 ?

0 ?

-15 ?

-30 ?

-45 ?

-60 ?

-75 ?

-90 ?

5,9

5,8

5,4

4,7

3,6

2,3

0,8

-0,7

-2,2

-3,5

-4,6

-5,3

-5,7

По расчетным данным зависимости строим график зависимости процентного изменения выходного напряжения в зависимости от угла, т. е. (см. Приложение).

8. Построение векторных диаграмм при работе трансформатора под нагрузкой и определяем угол между приведенным током и приведенными значениями Э.Д.С. вторичной обмотки

Расчет ведется для номинальной нагрузки и коэффициенте мощности при активно-емкостной и активно-индуктивной характерах нагрузке.

(8. 1)

.

(8. 2)

(8. 3)

(8. 4)

(8. 5)

Для активно-индуктивной нагрузке знак — плюс, а для активно-емкостной — минус.

Активно-индуктивная нагрузка:

,

,

,

.

Активно-емкостная нагрузка:

,

,

.

По полученным результатам строим векторные диаграммы для активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузки (см. Приложение).

9. Расчет КПД при изменении коэффициента нагрузки

Расчет ведется при изменении = (0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2), при и ,

(9. 1)

При ,

.

При ,

.

Результаты расчетов сводим в таблицу 4

Таблица 4 — Зависимость КПД от коэффициента нагрузки

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0,998

0,996

0,995

0,993

0,991

0,989

0,998

0,997

0,996

0,994

0,993

0,991

По расчетным данным строим графики зависимости (см. Приложение).

Определяем оптимальный коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному значению КПД.

(9. 2)

.

Определяем максимальное значение КПД,

, (9. 3)

При ,

.

При ,

.

10. Определяем распределение нагрузок между двумя трансформаторами одинаковой номинальной мощность

Напряжение короткого замыкания

При параллельной работе двух трансформаторов нагрузка на каждый трансформатор составляет,

(10. 1)

где — номинальная полная мощность одного трансформатора, кВА;

— суммарная мощность трансформаторов, кВА;

— номинальная мощность трансформаторов, кВА;

(10. 2)

Подставляем 10.1 в 10.2 и получаем:

(10. 3)

(10. 4)

,

.

11. Вычерчиваем эскиз трехфазного силового трансформатора в удобном масштабе

Рисунок 8. Зависимость КПД от коэффициента нагрузки

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой