Задача 2. Трехфазные трансформаторы

В задаче требуется:

1. Определить параметры схемы замещения трансформатора.

2. Начертить в масштабе векторную диаграмму трансформатора при работе с номинальной нагрузкой.

3. Рассчитать и построить зависимость КПД от относительной нагрузки I₂* ). Определить максимальный КПД.

4. Определить изменения вторичного напряжения при нагрузке.

5. Построить внешнюю характеристику трансформатора. Числовые значения величин приведены в таблице 6.

Методические указания к решению задачи 2

Вопросы теории трансформаторов, необходимые для выполнения задачи 2, изложены в главе 8 [1].

По приведенным в табл. 6 данным находят номинальные фазные напряжения и токи первичной и вторичной обмоток и параметры трансформатора, указанные в табл. 7.

Векторная диаграмма трансформатора для заданной активно-индуктивной нагрузки строится в масштабе на миллиметровой бумаге. Рекомендуется следующий порядок построения (см. рис.8.21 [1]).

1. Откладывают горизонтально вектор Ф_m и под углом (с опережением) к нему вектор намагничивающего тока I_м.

Далее под углом - к вектору Ф_m откладывают векторы Е₁ = Е₂ и под углом +- вектор (- Е₁).

Под углом _ (с отставанием) к вектору Е₂ откладывают ток I₂.

Угол _ удобно отложить, используя четверть окружности радиусом 100 мм и значение

cos 2=	1	; tg 2=	х’Н + х’2	=	sin 2+ х*К/2
	1+lg2 2=		rн’+ r2’		cos 2+r*k/2

Далее строится вектор вторичного напряжения при номинальной нагрузке U₂ по уравнению

U’₂ = E’₂ - I’₂(r’₂+jx’₂),

u де I₂ = I₂К I₁ – приведенный вторичный ток.

3. Строится вектор первичного тока по уравнению

I₁ = I_M + (-I’₂) -I’₂

Таблица 6

Наименование величин	Номер вариантов
	по пред-последней цифре шифра	по последней цифре шифра
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Номинальная мощность Sном., тыс. кВА	0-9	16,0	25,0	1,0	0,25	16,0	0,40	10,0	2,5	6,3	1,0
Номинальное высшее напряжение U1 л, кВ	0-9	38,75	110	6,0	10	121	35	121	110	35	10
Номинальное низшее напряжение U2 л, кВ	0,2,4,6,8 1,3,5,7,9	6,0 10	21,0 38,5	0,69 0,40	0,4 0,525	35 20	0,4 0,69	35 30	21 15,75	10,5 6,3	0,69 0,4
Напряжение короткого замыкания Uк, %	0,2,4,6,8 1,3,5,7,9	10 8	10,5 9	8 10	8 7	10,5 7,5	6,5 8,5	10,5 8	10,5 9	7,5 10	5,5 7
Ток холостого хода i0,%	0,1,6,7,9 2,3,4,5,8	0,75 1,0	0,8 1,2	1,5 1,8	4 5	0,85 1,1	2,1 2,5	0,9 1,2	1,5 1,3	0,9 1,2	2,5 3,0
Мощность короткого замыкания Pк, кВт	0,2,3,5,9 1,4,6,7,8	105 95	120 110	12,2 14,0	4,4 5,0	85 99	5,5 6,5	60 80	22 9	46,5 50	11,2 14
Мощность холостого хода Po, кВт	1,2,5,6,9 0,3,4,7,8	17,8 16	29 32	2,3 2,6	1,1 1,3	21 16	1,15 1,3	14 16	5 6	8,0 9,5	3 4
Коэффициент мощности нагрузки cos 2	2,3,4,7,9 0,1,5,6,9	0,9 0,83	0,86 0,8	0,83 0,7	0,8 0,95	0,75 0,85	0,78 0,88	0,82 0,72	0,85 0,9	0,93 0,75	0,7 0,82
Схема и группа соединения	0,2,3,6,7	У/Д-11н	У/Д-11н	У/Д-11н	У/Д-11н	У/Д-11н	У/У-0н	У/Д-11н	У/Д-11н	У/Д-11н	Д/У-11н
	1,4,5,8,9	У/У-0н	У/У-0н	У/У-0н	У/Д-11н	У/У-0н	Д/У-11н	У/У-0н	У/У-0н	Д/У-11н	У/Д-11н

Примечание:

У – соединение в звезду

Д – соединение в треугольник

3. Строится вектор U₁ по уравнению

U₁= -E₁ + I₁(r₁+jx₁)

КПД трансформатора рассчитывается по приближенной формуле

=	1
	1 +	1	(	Po	+ I2*Pk ) I2
		Sном cos 2

где I₂^ =I₂I_{2 ном} – вторичный ток в долях от номинального значения.

Расчет производится для I₂= 0,25; 0,5; 0,75 и 1,0. По результатам этих расчетов строится зависимость  I^₂