4 Построение кривой изменения кпд трансформатора в зависимости от нагрузки
Коэффициент полезного действия трансформатора при любой нагрузке определяют по формуле:
где Sн - полная номинальная мощность трансформатора, кВ·А;
P0 - мощность потерь холостого хода при номинальном напряжении, Вт; Pк - мощность потерь короткого замыкания, Вт.
КПД трансформатора рассчитывают для значений коэффициента нагрузки kнг, равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,25 от номинального вторичного тока I2н. Значение cosφ2 берут из таблицы 1.
Максимальное
значение коэффициента полезного действия
имеет место при условии
Отсюда коэффициент нагрузки, соответствующий
максимальному КПД:
По полученному значению kнг max (из графика) определяют максимальное значение коэффициента полезного действия.
По результатам расчётов (таблица 3) построим зависимости η = f (kнг) для каждого вида нагрузки:
Таблица 3 - Таблица расчётов зависимости КПД от коэффициента нагрузки.
Коэффициент нагрузки, kнг |
КПД, η |
||
активная нагрузка, cosφ2 = 1 |
индуктивная нагрузка, cosφ2 = 0,56 |
ёмкостная нагрузка, cosφ2 = 0,56 |
|
0,25 |
0,976252 |
0,958370 |
0,958370 |
0,47 (kнг max) |
0,980341 |
0,965429 |
0,965429 |
0,5 |
0,980316 |
0,965385 |
0,965385 |
0,75 |
0,978299 |
0,961898 |
0,961898 |
1,25 |
0,970687 |
0,948833 |
0,948833 |
Рисунок 3. Зависимости η = f (kнг) для активной нагрузки.
Рисунок 4. Зависимости η = f (kнг) для индуктивной нагрузки.
Рисунок 5. Зависимости η = f (kнг) для ёмкостной нагрузки.
5 Определение изменения напряжения трансформатора при нагрузке
Uка% – активная составляющая напряжения короткого замыкания при номинальном токе, выраженная в %:
Uкр% – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, выраженная в %:
При практических расчетах изменение вторичного напряжения трансформатора в процентах от номинального определяют по формуле:
Результаты изменения вторичного напряжения трансформатора в процентах от номинального, для всех трех типов нагрузки, при значениях kнг равных 0,25; 0,50; 0,75;1,00; 1,25, сведены в таблицу 5.
Таблица 4 - Результаты расчетов изменения вторичного напряжения
Коэффициент нагрузки, kнг |
ΔU% |
||
активная нагрузка, cosφ2 = 1 |
индуктивная нагрузка, cosφ2 = 0,56 |
ёмкостная нагрузка, cosφ2 = 0,56 |
|
0,25 |
0,55 |
0,925 |
0,925 |
0,5 |
1,11 |
1,85 |
1,85 |
0,75 |
1,665 |
2,775 |
2,775 |
1 |
2,22 |
3,7 |
3,7 |
1,25 |
2,775 |
4,625 |
4,625 |