Трехфазный трансформатор

ЗАДАНИЕ № 2

По данным трехфазного трансформатора, приведенным ниже, требуется:

1. Определить:

а) фазные значения номинального напряжения;

б) линейные и фазные значения номинального тока на стороне ВН и НН;

в) коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений.

2. Вычертить схемы соединения обмоток, обеспечивающие получение заданной группы.

3. Определить параметра Т-образной схемы замещения:

а) активные и индуктивные сопротивления обмоток трансформатора r1
, r2
, x1
, x2
;

б) сопротивления намагничивающего контура r
m
, x
m
.

4. Рассчитать и построить зависимость к.п.д., трансформатора от коэффициента нагрузки при cos
φ
2
=1
и cos
φ
2
=
0,8; определить мощность трансформатора, при которой к.п.д. достигает максимального значения.

5. Вычислить процентное изменение вторичного напряжения ∆
U
%
при номинальной нагрузке:

а) активной (cos
φ
2
=1
);

б) активно - индуктивной (cos
φ
2
=0,8
);

в) активно - емкостной (cos
φ
2
=0,8
);

6. Построить векторную диаграмму трансформатора.

7. Рассчитать установившийся и ударный токи внезапного короткого замыкания

8. Данный трансформатор соединен на параллельную работу с аналогичным трансформатором. Найти распределение нагрузок и степень перегрузки и недогрузки трансформаторов при cos
φ
2
= 1
и cos
φ
2
=
0,8 для следующих случаев:

а) второй трансформатор включен с первичной стороны на ответвление, соответствующее 1,05 нормального числа витков, a первый трансформатор включен на нормальное число витков;

б) напряжение короткого замыкания второго трансформатора составляет 1,2
U
к
первого трансформатора (угол φ
к
остается прежним).

Данные трансформатора для варианта 1:

1. Тип трансформатора - ТМ
-10/0,4
;

2. Мощность трансформатора, S
н
- 10 кВА;

3. Напряжение высокой стороны, U
1н
- 380В;

4. Напряжение низкой стороны, U
2н
- 220В;

5. Напряжение короткого замыкания, U
к
- 5,5%;

6. Потери мощности при коротком замыкании, Рк
- 335Вт;

7. Мощность холостого хода, Ро
- 105Вт;

8. Ток холостого хода, I
хх
– 8%.

9. Схема и группа соединений Y/Yо
-12

Решение:

1 Определим фазные значения номинального напряжения:

а) на высокой стороне

б) на низкой стороне

1.1 Определим линейные и фазные значения номинального тока на стороне:

а) высокого напряжения.

в) низкого напряжения.

1.2 Определим коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений.

Трансформатор соединен по схеме Y/Yо
следовательно:

2 Схемы соединения обмоток, обеспечивающие получение заданной группы.

По данной схеме и группы соединений Y/Yо
-12 имеем: на высокой стороне обмотки соединены звездой, на низкой стороне обмотки соединены звездой с выводом нулевой точки обмотки (рис .1а). Сдвиг фаз между высокой стороной низкой 0о
(рис .1в).Звезда фазных э.д.с. и треугольники линейных имеют вид показанный на рис. 1б.

3 Определим параметры Т-образной схемы замещения:

а) активные и индуктивные сопротивления обмоток трансформатора r1
, r2
, x1
, x2
;

Определим полное z
к
, активное x
к
и реактивное r
к
сопротивление в режиме короткого замыкания.

При соединении первичной обмотки в звезду параметры короткого замыкания на одну фазу будут следующие:

где .

Ik
=
I
1нф
= 26,3А

рассчитаем:

Параметры характеризуют потери в короткозамкнутой вторичной обмотки и в магнитной цепи, поэтому с достаточным приближением можно принять

б) Сопротивления намагничивающего контура r
m
, x
m
.

Определим полное z
0
, активное x
0
и реактивное r
0
сопротивление в режиме холостого хода. Для первичной обмотки соединенной в звезду на одну фазу будут следующие:

где .

U0
=
U1
нф
= 22
0B

Отсюда сопротивления намагничивающего контура:

4 Рассчитаем и построим зависимость к.п.д, трансформатора от коэффициента нагрузки при cos
φ
2
=1
и cos
φ
2
=
0,8

4.1 Формула для расчета к.п.д. трансформатора η
имеет вид: