Расчет характеристик силовых трансформаторов

1. Рассчитать и изобразить т-образную схему замещения одной фазы

Рассчитаем фазное напряжение U_1ф, В :

U_1ф = = = 3 620,7 В;

Фазное напряжение U_2ф, В, равно линейному напряжению U₂, В, так как обмотка соединена по схеме Δ:

U_2ф = U₂ = 230 В;

Определим фазные токи I_1ф и I_2ф, А, по формулам:

I_1ф = = = 25,4 А;

I_2ф = = = 231,9 А;

Определим ток холостого хода I₁₀, А, по формуле:

I₁₀ = = = 0,98 А;

Определим эквивалент необратимых потерь в сердечнике R₀, Ом, по формуле:

R₀ = = = 253,4 Ом;

Определим входное сопротивление трансформатора при опыте холостого хода z₀, Ом, по формуле:

z₀ = = = 3694,6 Ом;

Определим эквивалент реактивных потерь в сердечнике x₀, Ом, по формуле:

x₀ = = = 3686 Ом;

Определим напряжение короткого замыкания U_к, В, по формуле:

U_к = = = 163 В;

Определим сопротивление короткого замыкания R_к, В, по формуле:

R_к = = = 1,37 Ом ;

Определим входное сопротивление трансформатора при опыте короткого замыкания z_к, Ом, по формуле:

Z_к = = = 6,4 Ом;

Определим сопротивление x_к, Ом, по формуле:

x_к= = = 6,3 Ом

Определим активное сопротивление первичной обмотки R₁, Ом, по формуле:

R₁ = R₂^’ = R_к/2 = 1,37/2 = 0,685 Ом;,

Определим индуктивное сопротивление рассеивания первичной обмотки x_σ1, Ом, по формуле:

x_σ1 = x_σ2^’ = x_к/2 = 6,3/2 = 3,15 Ом;

Определим коэффициент трансформации К по формуле:

К= = = 15,7

Определим активное сопротивление вторичной обмотки R₂, Ом, по формуле:

R₂ = = = 0,003 Ом;

Определим индуктивное сопротивление рассеивания вторичной обмотки x_σ2, Ом, по формуле:

x_σ2 = = =0,013 Ом;

Построим Т-образную схему замещения одной фазы (рисунок 1).

R₁ = 0,685 x’_σ1 = 3,15 x’_σ2 = 3,15 R₂’= 0,0685

R₀ = 253,4

x₀ = 3686

Рисунок 1 - Т-образная схема замещения

2. При коэффициенте нагрузки β = 0,05; 0,2; 0,4; 0,8; 1; 1,2 определить и

Построить зависимости кпд и отклонение напряжения δu2

Определим коэффициент β по формуле:

β = = = 0,525;

Определим КПД η для каждого коэффициента β по формуле:

η = ; (1)

Найдем η, подставив в формулу (1) коэффициенты β, и занесем данные в таблицу 1.

Таблица 1.

β	0,05	0,2	0,4	0,8	1	1,2
η	0,872	0,960	0,964	0,967	0,970	0,971

По полученным данным строим зависимость η от β (рис.2).

β

1,2

1

0,8

0,4

0,2

0,05

0,872 0,960 0,964 0,967 0,970 0,971 η

Рисунок 2 – зависимость η от β.

Определим отклонение напряжения ΔU₂, В, для каждого коэффициента β по формуле:

ΔU₂(β) = ; (2)

Определим напряжение u_ка, %, по формуле:

u_ка = u_к ∙ cos φ₁ = u_к ∙ = 4,5∙ = 0,96 %;

Определим напряжение u_кр, %, по формуле:

u_кр = u_к ∙ sin φ₁ = u_к ∙ = 4,5∙ = 4,43 %;

sin φ₂ = = = 0,44.

Определим ΔU₂, В, подставив коэффициенты β в формулу (2), и занесем в таблицу 2.

Таблица 2.

β	0,05	0,2	0,4	0,8	1	1,2
ΔU2	0,3235	1,2941	2,5881	5,1763	6,4704	7,7644

По полученным данным строим зависимость отклонения напряжения ΔU₂ от β (рис. 3).

β

1,2

1

0,8

0,4

0,2

0,05

0,3235 1,2941 2,5881 5,1763 6,4704 7,7644 ΔU₂

Рисунок 3 – зависимость ΔU₂ от β.