Задача по разделу. Трансформаторы»

Задача по разделу

«Трансформаторы»

Трехфазный силовой понижающий трансформатор имеет следующие данные:

номинальная мощность S_Н = 1000 кВА,

номинальное напряжение первичной обмотки U_1H = 10 кВ,

номинальное напряжение вторичной обмотки U_2H = 0,4 кВ,

процентное значение напряжения короткого замыкания u_KЗ = 8 %,

процентное значение тока холостого хода i₀ = 2 %,

потери холостого хода Р₀ = 3 кВт,

потери короткого замыкания Р_КЗ = 10 кВт,

коэффициент мощности cosφ₂ = 0,8.

Фазы первичной и вторичной обмоток соединены «звездой».

Требуется:

1. Определить коэффициент трансформации.

2. По данным опытов холостого хода и короткого замыкания определить параметры схемы замещения и изобразить схему.

3. Рассчитать и построить зависимость КПД от нагрузки η = f(β), где коэффициент нагрузки β = I₂/I_2H. Определить максимальное значение КПД η.

1. Номинальные фазные напряжения обмоток ВН и НН при соединении фазных обмоток в звезду:

В;

В.

1. Коэффициент трансформации

Номинальный ток первичной обмотки трехфазного трансформатора при соединении фаз «звездой», А

Активное сопротивление короткого замыкания, Ом

Ом

Полное сопротивление короткого замыкания, Ом

Ом

Индуктивное сопротивление короткого замыкания, Ом

Ом.

Параметры обмоток, Ом (при расчете принято )

Полное сопротивление намагничивающего контура, Ом

Активное сопротивление намагничивающего контура, Ом

Индуктивное сопротивление намагничивающего контура, Ом

Рис. 1. Схема замещения

Действительные значения параметров вторичной обмотки

3. КПД трансформатора

КПД

где Р₂ = βS_H cosφ₂ - полезная мощность,

cosφ₂ - коэффициент мощности,

Р₁ = Р₂ + ΣР - потребляемая мощность,

ΣР = Р₀ + β²Р_КЗ - сумма потерь.

Отсюда

Расчеты η = f(β) сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Р₀ = 3 кВт, Р_КЗ = 10 кВт, cosφ₂= 0,8

Максимальное значение КПД η_max соответствует условию равенства постоянных и переменных потерь

Отсюда

Расчет ηmax приведен в таблице 1. Значение η_max = 98,65 %.