|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Расчет трехфазного двухобмоточного трансформатораВведение Трансформатором называется электромагнитное статическое устройство, предназначенное для преобразования параметров электрической энергии в цепях переменного тока. С помощью трансформаторов можно изменить величину напряжения, тока, начальной фазы и частоты, т.е. любого из параметров, определяющих напряжение или ток в цепи. В данном курсе мы ограничимся рассмотрением наиболее распространённого вида трансформаторов – трансформатора напряжения, т.е. устройства, предназначенного для преобразования одного переменного синусоидального напряжение в другое той же частоты. Вся электрическая энергия, вырабатываемая промышленным способом, проходит несколько стадий преобразования напряжения с помощью трансформаторов. Вырабатывать энергию с напряжениями безопасными для потребителя невыгодно, т.к. при таких напряжениях очень дорогой будет её передача и распределение. Передача энергии производится при напряжениях от 110 до 1150 кВ. Производство энергии при таких напряжениях невозможно, т.к. невозможно выполнить в этих условиях электрическую изоляцию генераторов. Напряжение генераторов обычно не превосходит 35 кВ, поэтому с помощью трансформаторов это напряжение повышается до уровня линии электропередачи, а у потребителя оно несколькими ступенями понижается до 380/220 В. Однако многие устройства не могут работать и при таком напряжении, в частности устройства автоматики, бытовой техники, компьютеры и т.п. Поэтому они содержат один или несколько трансформаторов, преобразующих сетевое напряжение к необходимому для них уровню питания.
Расчет трехфазного двухобмоточного трансформатора. 2. Определить номинальные токи в обмотках трансформатора. Рассчитаем фазное напряжение U1ф, В:
U1ф = = =5773,5 В;
Фазное напряжение U2ф, В, равно линейному напряжению U2, В, так как обмотка соединена по схеме Δ:
U2ф = U2 = 400 В;
Определим фазные токи I1ф и I2ф, А, по формулам:
I1ф = = = 250 А; I2ф = = = 2083 А;
3. Определить коэффициенты трансформации фазных и линейных напряжений. Кф= = = 14,4
Кл=√3∙Кф =√3∙14,4 = 24,9
6. Определить параметры упрощенной схемы замещения трансформатора, активное и реактивное сопротивления фазы первичной и вторичной обмоток, полагая, что r 1 = r 2¢ = r к/2 и х 1 = х 2¢ = х к/2.
Определим напряжение короткого замыкания Uк, В, по формуле:
Uк = = = 317,5 В;
Определим сопротивление короткого замыкания Rк, В, по формуле:
Rк = = = 0,4 Ом
Определим входное сопротивление трансформатора при опыте короткого замыкания zк, Ом, по формуле:
Zк = = = 1,27 Ом;
Определим сопротивление xк, Ом, по формуле:
xк= = = 1,2 Ом;
Определим активное сопротивление первичной обмотки R1, Ом, по формуле:
Определим индуктивное сопротивление рассеивания первичной обмотки xσ1, Ом, по формуле:
x1 = x2’ = xк/2 = 1,2/2 = 0,6 Ом;
Определим активное сопротивление вторичной обмотки R2, Ом, по формуле:
R2 = = = 0,0009 Ом;
Определим индуктивное сопротивление рассеивания вторичной обмотки xσ2, Ом, по формуле: x2 = = =0,0029 Ом;
7. Начертить упрощенную схему замещения трансформатора. Схема в приложении 2.
8. Начертить Т-образную схему замещения трансформатора и определить ее параметры. Схема в приложении 3.
Определим ток холостого хода I10, А, по формуле:
I10 = = = 2,5 А;
Определим эквивалент необратимых потерь в сердечнике R0, Ом, по формуле:
Определим входное сопротивление трансформатора при опыте холостого хода z0, Ом, по формуле:
z0 = = = 2309,4 Ом;
Определим эквивалент реактивных потерь в сердечнике x0, Ом, по формуле: x0= = = 2188,9 Ом;
9. Построить векторную диаграмму для упрощенной схемы замещения при значении коэффициента нагрузки b = 0,75 и cosj2 = 0,8 (j2 > 0). Диаграмма построена в приложении 4.
Построение начинают с вектора тока I 1= I 2', под углом φ1 к которому располагают произвольной длины вектора ОА= U 1. Отрезок ОА принимают за 100 условных единиц. Из конца вектора U 1 перпендикулярно вектору I 1= I 2' откладывают отрезок АВ= I 1xk, то есть реактивную составляющую падения напряжения. Из точки В параллельно вектору токов вычерчивают активную составляющую падения напряжения ВС=Uк.а=I1rk. Отрезки АВ и ВС в соответствии с принятым масштабом также измеряются в условных единицах. Отрезок ОС определяет вторичное напряжение U 2' при данной нагрузке трансформатора. Из точки А опускают перпендикуляр АД на продолжение вектора ОС = - U 2'. Отрезок СД показывает в принятом масштабе изменение напряжения трансформатора ΔU при данной нагрузке. При чисто активной нагрузке φ2=0 и ΔU~kнгUк.а, при чисто реактивной нагрузке φ2 = 90º и ΔU~kнгUк.р. Знак “минус” означает, что при емкостном характере нагрузки напряжение на вторичных зажимах трансформатора увеличивается.
I1rk = 250∙0,4 = 100 В I1xk = 250∙1,2 = 300 В
10.
коэффициента нагрузки b:0,25; 0,50; 0,75; 1,0 и cosj2 = 0,8 (j2 > 0 и j2 < 0).
Для определения процентного изменения напряжения на вторичной обмотке трансформатора используется уравнение:
Δu% = 0,25∙(1,73∙0,8 + 5,19∙0,6) = 1,12
Δu% = 0,5∙ (1,73∙0,8 + 5,19∙0,6) = 2,24
Δu% = 0,75∙ (1,73∙0,8 +5,19∙0,6) = 3,37
Δu% = 1,0 ∙ (1,73∙0,8 + 5,19∙0,6) = 4,49
Таблица 1.
По полученным данным строим зависимость Δu% от β. График приведена в приложении 5.
11.Определить максимальное значение КПД трансформатора при cosj2 = 0,8. Определим коэффициент β по формуле: β = = = 0,429;
Определим КПД η для коэффициента β по формуле: η = =
12.Определить КПД трансформатора при значениях коэффициента нагрузкиb: 0,25; 0,50; 0,75; 1,0 и cosj2 = 0,8.
Найдем η, подставив в формулу коэффициенты β, и занесем данные в таблицу 2. η =
Таблица 2.
По полученным данным строим зависимость η от β. График приведена в приложении 7.
13.Определить напряжение U 2 на зажимах вторичной обмотки при значениях коэффициента нагрузки b:0,25; 0,50; 0,75; 1,0 и cosj2 = 0.8 (j2 > 0). Построить график зависимости U 2 = f (b).
Определим отклонение напряжения ΔU2, В, для каждого коэффициента β по формуле: ΔU2(β) = (2)
Определим напряжение uка, %, по формуле:
uка = uк ∙ cos φ = uк ∙ = 5,5∙ = 1,73 %;
Определим напряжение uкр, %, по формуле: uкр = uк ∙ sin φ = uк ∙ = 5,5∙ = 5,19 %; sin φ = = = 0,6.
Определим ΔU2, В, подставив коэффициенты β в формулу (2), и занесем в таблицу 2.
ΔU2(β) = = =4,49 В; ΔU2(β) = = = 8,99 В; ΔU2(β) = = = 13,49 В; ΔU2(β) = = = 17,99 В.
Таблица 3.
По полученным данным строим зависимость отклонения напряжения ΔU2 от β. График приведена в приложении 8.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.017 сек.) |