Расчет характеристик силовых трансформаторов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический

университет

 

 

 

 

 

Кафедра ТОЭ

 

 

 

 

 

Расчетно-графическая работа

по дисциплине «Электротехника и электроника»

 

Расчет характеристик силовых трансформаторов

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент гр. МА–301

 

Проверил:

Гусаров А.В.

 

 

 

 

 

 

Уфа 2014

 

Задание

 

По приведенным техническим данным трехфазного двухобмоточного трансформатора:

      1. Рассчитать и изобразить Т-образную схему замещения одной фазы;

      2. При коэффициенте нагрузки β = 0,05; 0,2; 0,4; 0,8; 1; 1,2 определить и

построить зависимости:

        а) КПД;

        б) отклонение напряжения ΔU2;

      3. Построить внешнюю характеристику U2 f(I2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант №11

Исходные данные:

Тип трансформатора: ТМВМ – 100/6

Нагрузка: активно-индуктивная

Тип соединения:  D–Yн

Мощность:  SН = 100 кВА

Верхний предел номинального напряжения:  U1 = 6,3×103 В, U2 = 400 В

Потери мощности:  PО = 0,31 кВт, PК = 1,97 кВт

Ток холостого хода:  i0(%) = 0,55%

Напряжение короткого замыкания на номинальной ступени: UК% = 4,5%

cosj2 = 0,7

[1] Расчет Т-образной схемы замещения одной фазы

В трансформаторе задаются линейные напряжения. Первичная обмотка трехфазного трансформатора имеет силу соединения «треугольник», а вторичная обмотка – «звезда». В соединении D линейные и фазные напряжения равны, следовательно

U1ф = U1л = 6,3×103 В

В соединении Yн линейные и фазные напряжения связаны соотношением:

 В

Определим фазные токи исходя из соотношения для соединения типа D

А

А

    Фазные токи будут  находиться из соотношений:

     

 

 

Определим ток

А

Определим эквивалент необратимых потерь

Ом

Определим полное сопротивление потерь

Ом

Определим эквивалент реактивных потерь

Ом

Опыт короткого замыкания

Определим напряжение короткого замыкания

В

Определим активное сопротивление короткого замыкания

Ом

Определим полное сопротивление короткого замыкания

Ом

Определим реактивное сопротивление короткого замыкания

Ом

Определим активное сопротивление первичной и приведенной вторичной обмоток

Ом

Определим индуктивное рассеивание первичной и приведенной вторичной обмоток

Ом

 

 

 

 

Определим коэффициент трансформации

Определим активное сопротивление вторичной обмотки

Ом

Определим реактивное сопротивление вторичной обмотки

Ом

Изобразим Т-образную схему замещения одной фазы

[2] Определение и построение зависимости КПД h от коэффициента нагрузки b

 

Определим максимальный коэффициент трансформации

 

 

Определим КПД по формуле (1) для коэффициента нагрузки b = 0,05; 0,2; 0,4; 0,8; 1,0; 1,2. Результаты расчета занесем в таблицу 1.

 

                                          

 (1)

Таблица 1 – Данные для построения графика зависимости КПД h от коэффициента нагрузки b

b	0,05	0,2	0,4	0,8	1,0	1,2
h	0,917	0,9729	0,978	0,972	0,968	0,9638

По данным таблицы 1 построим график зависимости КПД h от коэффициента нагрузки b (рисунок 2).

 

[3] Определение и построение зависимости отклонения напряжения DU2 от коэффициента нагрузки b

 

Определим активную составляющую напряжения короткого замыкания

Определим реактивную составляющую напряжения короткого замыкания

Определим значение sinj2 из основного тригонометрического тождества

Определим отклонения напряжения DU2 для коэффициента нагрузки b = 0,05; 0,2; 0,4; 0,8; 1,0; 1,2, по формуле

Результаты расчета занесем в таблицу 2.

 

 

 

Таблица 2 – Данные для построения графика зависимости отклонения напряжения DU2 от коэффициента нагрузки b

b	0,05	0,2	0,4	0,8	1,0	1,2
DU2	0,49	1,967	3,93	7,87	9,838	11,805

 

По данным таблицы 2 построим график зависимости отклонения напряжения DU2 от коэффициента нагрузки b (рисунок 3).

 

[4] Определение и построение внешней характеристики U2

 

Определим внешнюю характеристику U2 для коэффициента нагрузки           b = 0,05; 0,2; 0,4; 0,8; 1,0; 1,2, по формуле

     U2(β) = ;

 

Где Коэффициент β равен:

 
Фаза определяется из опыта короткого замыкания:

 

                           = 2.053

   Откуда

               

 

Определим  ток I2, A,  для каждого коэффициента β по формуле:

        

и занесем в таблицу 3.

 

Результаты расчета занесем в таблицу 3.

 

 

 

 

Таблица 3 – Данные для построения внешней характеристики U2

b	0,05	0,2	0,4	0,8	1,0	1,2
U2, В	230,44	228,96	226,99	223,05	221	219,11
I2, А	7,21	28,86	57,73	115,47	144,337	173,2

По данным таблицы 3 построим внешней характеристики U2 (рисунок 4).