Расчет изменения напряжения

Изменением напряжения ΔU трансформатора называется арифметическая разность между номинальным вторичным напряжением U_2ном и вторичным напряжением U₂, которое получается (устанавливается) на зажимах вторичной обмотки при нагрузке трансформатора и заданном коэффициенте мощности нагрузки cos φ₂.

Изменение напряжения происходит вследствие наличия активных и реактивных падений напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

1. при cos φ₂ = 0,8

Δu = u_а · cos φ₂ + u_р · sin φ₂ + = 0,95· 0,8 + 6.41 · 0,6 + + = 0,76 + 3.846 + 0.162 = 4,77 %.

2. при cos φ₂ = 1

Δu = u_а + = 0,95 + = 1,16 %.

Расчет коэффициента полезного действия

Коэффициентом полезного действия (к.п.д.) трансформатора, как и всякого другого преобразователя энергии, называется отношение отдаваемой (полезной) мощности к затраченной (подведенной), или отношение вторичной мощности Р₂ трансформатора к его первичной мощности Р₁, выраженное в %.

Ввиду высоких значений к.п.д. трансформатора (от 95 до 99,5% в зависимости от мощности) значения P₁ и Р₂ мало отличаются друг от друга. Поэтому для более точного расчета к.п.д. целесообразно первичную мощность представить равной вторичной плюс потери трансформатора.

1. при cos φ₂ = 0,8

η = (1 – ) ·100% = (1 – ) ·100% = = 98, 34%

2. при cos φ₂ = 1

η = (1 – ) · 100% = 98,67 %.

Тепловой расчет трансформатора

Расчёт перегрева обмотки ведётся исходя из определения его среднего значения. Этот способ расчёта удобен тем, что его результаты могут быть проверены экспериментальным путём:средняя температура (а следовательно, и перегрев) может быть измерена по изменению её активного сопротивления. По этой же причине, базируясь на реальных методах измерение температуры обмоток, нормы нагрева обмоток регламентируют именно среднюю её температуру, хотя нагрев изоляции обмоток ограничивается её максимально допустимой температурой.

Установившееся значение перегрева обмотки нал маслом наступает примерно через 20—40 мин. после включения (или изменения) нагрузки. После этого времени всё выделяющееся в обмотке тепло передается в окружающее её масло.

Расчет перегрева обмотки нн

Коэффициент закрытия поверхности катушек прокладками

К_з = ,

где – средний диаметр обмотки НН, мм;

n – число прокладок по окружности;

с – ширина прокладки;

К_з = = 1,53.

Периметр сечения катушки

р = 2(а + b_из) = 2(16 + 15,05) = 62,1 мм.

Удельная тепловая нагрузка поверхности обмотки НН

q_{0 НН} = ,

где 21,4 – коэффициент удельного сопротивления меди при температуре 75°С;

I – ток в сечении витка, А;

w – число витков в катушке;

 - плотность тока, А/мм²;

К_Д – коэффициент добавочных потерь;

К_з – коэффициент закрытия поверхности катушек прокладками;

р – периметр сечения катушки, мм;

q_{0 НН} = = 31904 Вт/м².

Перегрев обмотки над маслом

τ_{0 НН} = 0,41 = 0,41 · 31904^0,6 = 0,41 · 503 = 206 ºС.

Ещё раз

S_нн = 3,5 m D_cp H₀ – 3 m n c H₀ = 3.5 * 3 *3.14 *0.293*0.535 -3*3*8*0.015*0.535 = 4.6 m²

Удельная тепловая нагрузка поверхности НН.

q_{0 НН} = = = 701,9 в/м²

τ_{0 НН} = 0,159 = 0,159 · 701,9^0,7 =15,6 == 16 С⁰