III. Построение векторной диаграммы.

Для построения векторной диаграммы воспользуемся Т-образной схемой замещения рис. 2.

Рис. 2.

Векторная диаграмма является графическим выражением основных уравнений приведённого трансформатора:

Для построения векторной диаграммы трансформатора необходимо определить:

а) номинальный фазный ток вторичной обмотки трансформатора: I_2ф = == 72,169 А.

б) приведённый вторичный ток: === 4,811 А.

в) приведенное вторичное напряжение фазы обмотки: =U_2ф·k = 230,94∙15 = 3,464 кВ;

г) угол магнитных потерь: α = == 8,82º;

д) угол ψ₂ определяется по заданному значению угла φ₂ путем графического построения (рис. 3.);

е) падение напряжения в активном сопротивлении вторичной обмотки, приведённое к первичной цепи U_2a = = 4,811∙1701 = 8183,5 В;

ж) падение напряжения в индуктивном сопротивлении вторичной обмотки, приведённое к первичной цепи U_2L = = 4,811·3223,8 = 15509,7 В;

з) падение напряжение в активном сопротивлении первичной обмотки U₁ = I₁·r₁ = 4,811∙7,56 = 36,37 В;

и) падение напряжения в индуктивном сопротивлении первичной обмотки U₁ = I₁·x₁ = 4,811∙14,328 = 68,93 В.

Ниже (на рис. 3 а, б, в.) приведены векторные диаграммы трансформатора при активной, активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузке соответственно, в масштабе тока и напряжения.

Iy. Построение кривой изменения кпд трансформатора в зависимости от нагрузки.

При нагрузке коэффициент полезного действия трансформатора определяется по формуле: η = , гдеS_H − полная номинальная мощность трансформатора, ВА; p₀ – мощность потерь холостого хода при номинальном напряжении, Вт; р_кз – мощность потерь короткого замыкания, Вт.

Максимальное значение КПД имеет место при условии . Отсюда коэффициент нагрузки, соответствующий максимуму КПД, β_max = = 0,47.

Рис. 4

Y. Определение изменения напряжения трансформатора при нагрузке.

При практических расчетах изменение вторичного напряжения трансформатора определяется по формуле:

Δu = (u_acosφ₂ + u_psinφ₂)·β,

где u_a – активная составляющая напряжения короткого замыкания;

u_. – реактивная составляющая напряжения короткого;

при активно-индуктивной нагрузке:

при активно-емкостной нагрузке:

при активной:

Yi. Построение внешней характеристики трансформатора.

Внешнюю характеристику трансформатора получают как арифметическую разность между вторичным напряжением при холостом ходе и изменением вторичного напряжения Δu.

Рис. 5

Внешняя характеристика рассчитывается по формуле: =U₂₀ ± Δu.

Знак “плюс” ставиться при активно-емкостной нагрузке, “минус” – при активной и активно-индуктивной нагрузке.

П р и л о ж е н и е

Основные размеры

В =………………… мм;

Н =………………… мм;

L =………………… мм.

Рис 1. Эскиз общего вида трансформатора ТМ

Рис. 2. Эскиз изоляционных промежутков

главной изоляции обмоток ВН и НН

Рис. 3. Эскиз магнитной цепи и катушек

с обозначением основных размеров

Рис. 4. Распределение сжимающих осевых сил в обмотках

18