Методические указании к решению задачи 3.

Для решения задачи 3 необходимо знать устройство, принцип действия и зависимости между электрическими величинами в однофазных и трехфазных трансформаторах, умёть определять по их паспортным данным технические характеристики. Основными параметрами трансформатора являются:

1. Номинальная мощность S _ном.

Это полная мощность (в кВА), которую трансформатор, установленный на открытом воздухе, может непрерывно отдавать в течение срока службы (20-25 лет) при номинальном напряжении и при максимальной и среднегодовой температурах окружающего воздуха, равных соответственно -40°С и +50°С.

2. Номинальное первичное напряжение U _ном;

Это линейное напряжение в первичной обмотке.

3. Номинальное вторичное напряжение U _ном2 - линейное напряжение на выводах вторичной обмотки при холостом ходе и номинальном первичном напряжении. При нагрузке вторичное напряжение снижается из - за потерь в трансформаторе.

4.Номинальные линейные токи первичной I _ном и вторичной обмоток I _ном2.

Для однофазного трансформатора:

Для трехфазного трансформатора:

Здесь - КПД трансформатора. Эта величина близка к 1, 0 из - за малых потерь в трансформаторе. На практике при определении токов принимают =1, 0.

Трансформаторы чаще всего работают с нагрузкой меньше номинальной. Поэтому вводят понятие о коэффициенте нагрузки К_н.

Если трансформатор с S _ном =1000 кВА отдает потребителю мощность S ₂ =950 кВА, то К_н = S ₂/S _ном = 950/1000 = 0, 95.

Значения отдаваемых трансформатором активной и реактивной мощности зависят от коэффициента мощности cosj₂

Активная мощность трансформатора:

Реактивная мощность равна:

Таблица 1. Технические данные трансформаторов.

Примечания: 1. ТМ-630/6 – трехфазный трансформатор с масляным естественным охлаждением, номинальная мощность 630 кВА; номинальное первичное напряжение 6 кВ, номинальное вторичное напряжение 0, 4 0, 23 и 0, 69 кВ.

Отношение линейных напряжений в трехфазных трансформаторах называют линейным коэффициентом трансформации, который равен отношению чисел витков обмоток, если они имеют одинаковые схемы соединений

 

 

При других схемах соединения коэффициент трансформации находят по формулам:

Пример 4. Трехфазный трансформатор, обмотки которого соединены  

 , имеет следующие номинальные характеристики: S _ном =1000 кВА, U _ном1=1О кВ, U _ном2=400 В. Потери в стали Р_СТ =2, 45 кВт, потери в обмотках Р_О.НОМ=12, 2 кВт. Первичные обмотки соединены в треугольник, вторичные - в звезду. Сечение магнитопровода Q = 450 см², амплитуда магнитной индукции B_m = 1, 5 Тл. Частота тока в сети f = 50 Гц. От трансформатора потребляется активная мощность Р₂ = 810 кВт при коэффициенте мощности cosj₂ = 0.9

Определить

1. Номинальные токи в обмотках и токи при фактической нагрузке.

2. Числа витков обмоток.

3. КПД трансформатора при номинальной и фактической нагрузках.

 

Решение

1. Номинальные токи в обмотках:

2. Полная мощность трансформатора при фактической нагрузке:

3. Коэффициент нагрузки трансформатора:

4. Токи в обмотках при фактической нагрузке:

5. Фазные э.д.с., наводимые в обмотках.

Первичные обмотки соединены в треугольник, а вторичные - в звезду, поэтому, пренебрегая падением напряжения в первичной обмотке,

 считаем:

 

 

6. КПД трансформатора при номинальной нагрузке:

7. КПД при фактической нагрузке:

Ответ: I _ном = 58 А, I _2ном = 1145 А, I ₁ = 52 А, I ₂ = 1300 А, W ₁ = 667 витков, W ₂ = 15 витков, h_ном = 98, 4%, h = 98, 5%.

 

Пример 5. Однофазный понижающий трансформатор номинальной мощностью S _ном =500 ВА служит для питания ламп местного освещения металлорежущих станков. Номинальные напряжения обмоток U _ном = 380 В, U _ном2 = 24 В. К трансформатору присоединены десять ламп накаливания мощностью 40 Вт каждая, их коэффициент мощности cosj₂  = 1, 0. Магнитный поток в магнитопроводе Ф _m = 0, 005 Вб. Частота тока в сети f=50 Гц. Потерями в трансформаторе пренебречь.

Определить:

1) номинальные токи в обмотках;

2) коэффициент нагрузки трансформатора;

3) токи в обмотках при действительной нагрузке;

4) числа витков обмоток;

5) коэффициент трансформации.

 

Решение

1. Номинальные токи в обмотках:

2. Активная мощность, потребляемая лампами накаливания:

3. Коэффициент нагрузки трансформатора:

 

4. Токи в обмотках при действительной нагрузке:

5. В режиме холостого хода

Числа витков обмоток находим из формулы:

6. Коэффициент трансформации:

Ответ: I _ном1 = 1, 32 А, I _ном2 = 20, 8 А, К_н = 0, 8, I ₁= 1, 06 А, I ₂ = 16, 6 А, W ₁ = 340 витков, W ₂ = 22витка, К=15, 5.

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: