2. Визначення основних електричний величин

Лінійні та фазні струми i напруги розрахуємо з урахуванням схеми з’єднання фазних обмоток високої (ВН) та низької (НН) напруги:

де - номінальна потужність трансформатора, кВА;

- номінальна лінійна напруга відповідної обмотки ВН, НН, В.

Фазний струм та напруга при з’єднані обмотки за схемою зірка:

Фазний струм та напруга при з’єднані обмотки за схемою трикутник:

Фазна потужність трансформатора відповідних обмоток ВН, НН:

Коефіцієнт трансформації:

3. Розрахунок маси магнітної системи трансформатора, визначення струму, втрат та параметрів холостого ходу

Розрахуємо масу стрижнів G_С та ярем G_Я трансформатора:

де с – кількість стрижнів;

П_С – активний переріз стрижня, м²;

l_С – довжина стрижня, м;

h_Я – висота ярма, м;

_СТ – питома густина трансформаторної сталі марки 3404, товщина 0.35 мм; _СТ = 7650 кг/м³.

Рисунок 2.2 - Ескіз магнітної системи трансформатора

де П_Я – активний переріз ярма, м²;

C – відстань між вісями стрижнів, м;

D_C – діаметр стрижня, м.

При номінальній напрузі розрахуємо магнітний потік Ф, величину індукції у стрижнях В_С та ярмах В_Я магнітної системи трансформатора:

Маючи величини індукції В_C, В_Я та використовуючи дані таблиці 2.1(Питомі втрати в сталі), знайдемо питомі втрати р_С , р_Я та питомі реактивні (намагнічуючи) потужності q_С , q_Я для електротехнічної сталі стрижнів і ярем, а також питому намагнічуючу потужність для стиків q_ магнітної системи трансформатора:

Для стрижнів:

Р_C = 1,472 (Вт/кг)

q_С = 2,556 (ВА/кг)

q_δС = 28600 (ВА/м²)

Для ярем:

Р_Я = 1,066 (Вт/кг)

q_Я = 1,276 (ВА/кг)

q_δЯ = 15560 (ВА/м²)

Розрахуємо втрати Р_Х у магнітній системі та активну складову струму холостого ходу I_XA (врахуємо додаткові втрати Р_Д, прийнявши їх рівними 10% від основних), реактивну потужність магнітної системи трансформатора у режимі холостого ходу Q_Х та реактивну складову струму холостого ходу I_XР, знайдемо повний струм I_1Х та коефіцієнт потужності cos_X при холостому ході. Всі розрахунки проведемо для U_1Xф =U_1Нф:

де n – кількість стиків;

де m – кількість фаз;

Розрахуємо параметри трансформатора у режимі холостого ходу Z_X; R_X; X_X за формулами:

Кут магнітного запізнювання розраховуємо за формулою:

4. Визначення напруги, струму та параметрів короткого замикання

Визначимо величини напруги U_1K, струму I_1K та коефіцієнта потужності cos_K трансформатора у режимі короткого замикання:

I_1K = I_1НФ = 1 319,7 А

Розрахуємо параметри трансформатора у режимі короткого замикання Z_K; R_K; X_K; U_KA; U_KP за формулами:

5. Розрахунок параметрів т-подібної схеми заміщення трансформатора

Параметри Т- подібної схеми заміщення трансформатора

,

,

,

Накреслимо Т-подібні схеми заміщення:

Рисунок 2.3 - Т-подібна схема заміщення трансформатора при номінальному режимі роботи

Рисунок 2.4 - Схема заміщення трансформатора при холостому ході

Рисунок 2.5 - Схема заміщення трансформатора при короткому замиканні

Запишемо рівняння рівноваги напруг та струмів трансформатора у режимах холостого ходу, короткого замикання та навантаження.

Розрахуємо число витків первинної обмотки трансформатора.

Електрорушійна сила одного витка:

Кількість витків у обмотці НН:

Кількість витків у обмотці ВН:

Побудуємо у масштабі трикутник напруги короткого замикання трансформатора.