Параллельная работа трансформаторов. Автотрансформаторы
Задачи 1.2
Задача 1.1 Однофазный двухобмоточный трансформатор имеет номинальное напряжение: первичное 6,3 кВ, вторичное 0,4 кВ; максимальное значение магнитной индукции в стержне магнитопровода 1,5 Тл; площадь поперечного сечения этого стержня 200см2;коэффициент заполнения стержня сталью kС=0,95. Определить число витков в обмотках трансформатора и коэффициент трансформации, если частота переменного тока в сети 𝒇=50Гц.
Решение : Максимальное значение основного магнитного потока
=1,5*0,02*0,95 =0,0285 Вб
Число витков во вторичной обмотке
Коэффициент трансформации
Число витков в первичной обмотке
Таблица 1.1
Параметр | Тип трансформатора | ||||||||
ТМ- 1000/35 | ТМ- 50/6 | ТМ- 100/6 | ТМ- 180/6 | ТМ- 320/6 | ТМ- 560/35 | ТМ- 750/35 | ТМ- 1000/6 | ТМ- 10/6 | |
Основной магнит- ный поток ,Вб | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
Число витков | 1600 | 1190 | - | - | 522 | 2000 | - | - | - |
Число витков w2 | - | - | 72 | - | - | - | 146 | - | - |
Сечение стержня магнитопровода QСТ,м2,при BMAX=1,5Тл | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
Напряжение U1НОМ, кВ | 35 | 6 | 6 | 6 | 6 | 35 | 35 | 6 | 6 |
Напряжение U2НОМ, кВ | - | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 0,4 | - | 3,15 | 0,4 | 0,4 |
Коэффициент трансформации k | 5,56 | - | - | - | - | 5,56 | - | - | - |
|
|
Задача1.2
Используя приведенные данные в таблице 1.1 значения параметров трёхфазных трансформаторов серии ТМ ( в обозначении марки в числителе указано номинальная мощность трансформатора в кВ*А, в знаменателе – высшее напряжение в кВ), определить для каждого варианта значения параметров, величины которых не указаны в этой таблице. Обмотки соединены по схемам Y/Y. частота тока в сети 𝒇=50Гц.
Решение варианта с трансформатором ТМ-1000/35.
1. Напряжение на выводах обмотки НН
2.
3. Максимальное значение основного магнитного потока
4. Площадь поперечного сечения стержня магнитопровода
Задача 1.3
Однофазный двухобмоточный трансформатор номинальной мощностью и номинальном напряжении имеет коэффициент трансформатор 𝘬; при числе витков в обмотках и . Максимальное значение магнитной индукции индуктивности в стержне , а площадь поперечного сечения этого стержня ; ЭДС одного витка , частота переменного тока в сети 𝑓=50 Гц. Значение перечисленных параметров приведены в таблице 1.2. Требуется определить не указанные в этой таблице значения параметров для каждого варианта.
|
|
Таблица 1.2
Параметр | Вариант | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
кВ∙А | - | 120 | - | 240 | 600 |
В | 400 | 630 | - | 880 | 660 |
- | 1800 | - | - | - | |
- | - | 169 | 128 | 140 | |
𝘬 | 15 | - | 12 | 23,4 | 9,55 |
В | 5 | - | 6 | - | - |
- | 0,018 | - | 0,022 | - | |
Тл | 1,5 | 1,4 | 1,5 | - | 1,55 |
А | 172 | - | 140 | - | - |
Решение варианта 1.
1. Максимальное значение основного магнитного потока
2. Площадь поперечного сечения стержня магнитопровода
3. Число витков вторичной обмотки
4. Витки первичной обмотки
5. Полная номинальная мощность трансформатора
Задача 1.4. Однофазный трансформатор включён в сеть с частотой тока 50 Гц. Номинальное вторичное напряжение имеет коэффициент трансформации k (см. таблицу 1.3). Определить число витков в обмотках и если в стержне магнитопровода трансформатора сечением максимальное значение магнитной индукции . Коэффициент заполнения стержня сталью .
Таблица 1.3.
Параметр | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
В | 230 | 400 | 680 | 230 | 230 | 400 | 400 | 680 | 230 | 230 |
k | 15 | 10 | 12 | 8 | 10 | 6 | 8 | 12 | 14 | 8 |
0,049 | 0,08 | 0,12 | 0,18 | 0,065 | 0,08 | 0,12 | 0,076 | 0,06 | 0,085 | |
Тл | 1,3 | 1,6 | 1,8 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,2 |
|
|
Решение варианта 1.
1. Максимальное значение основного магнитного потока.
2. Число витков во вторичной обмотке трансформатора
3. Количество витков в первичной обмотке
4.
Задача 1.5. В таблице 1.4. приведены данные некоторых параметров трехфазных масляных трансформаторов: номинальная мощность ; номинальное вторичное и первичное Номинальный ток первичной обмотки ; напряжение короткого замыкания и его активная и реактивная составляющие; ток холостого хода ; мощности холостого хода и короткого замыкания ; коэффициенты мощности холостого хода cos и короткого замыкания cos ; сопротивление короткого замыкания и его активная и реактивная составляющие; номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки ∆ при коэффициенте мощности нагрузки трансформатора Y/Y. Требуется определить параметры трансформатора, значение которых в таблице не указаны.
Решение варианта с трансформатором ТМ-25/10.
1. Номинальный ток в первичной обмотке
|
|
Таблица 1.4
Параметр | Тип трансформатора | |||||
ТМ-25/10 | ТМ-40/6 | ТМ-63/101 | ТМ-100/6 | ТМ-160/10 | ТМ-250/6 | |
25 | - | 63 | - | - | 250 | |
10 | 6 | 10 | 6 | 10 | - | |
4,5 | - | 4,5 | - | 4,5 | - | |
3,2 | - | 4,5 | 2,6 | 2,4 | - | |
0,13 | 0,175 | - | - | 0,51 | - | |
0,6 | 0,88 | - | - | 2,65 | - | |
- | 3,87 | - | 9,6 | 9,2 | 24 | |
- | 0,115 | 0,16 | - | - | - | |
кВ | - | 0,28 | 0,45 | - | - | - |
- | - | - | - | - | - | |
cos | - | - | - | 0,30 | - | - |
Sin | - | - | - | - | - | - |
cos | - | - | - | - | - | 0,13 |
- | - | - | 1,95 | - | - | |
- | - | - | 6,2 | - | - | |
- | - | - | - | - | 0,0036 | |
- | - | - | - | - | 0,01 | |
∆ | - | - | - | - | - | - |
2. Ток холостого хода
3. Коэффициент мощности холостого хода
cos
4. Напряжение короткого замыкания
5. Коэффициент мощности короткого замыкания
cos
6. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания
7. Сопротивление короткого замыкания
8. Активная и индуктивная составляющая сопротивления короткого замыкания
9. Номинальное изменение напряжение трансформатора при сбросе нагрузки
cos
Задача 1.6. Технические данные трёхфазного трансформатора серии ТМ приведены в таблице 1.5. номинальная мощность , номинальное вторичное напряжение , и первичное , напряжение короткого замыкания ,мощность короткого замыкания ,мощность холостого хода , ток холостого хода . Определить необходимые параметры и построить треугольник короткого замыкания(обмотки соединены Y/Y ; параметры приведен к рабочей температуре).
Тип трансформатора | кВ∙А | кВ | кВ | , % | кВт | кВт | % |
ТМ-1000/10 | 1000 | 10 | 0,4 | 5,5 | 12,2 | 2,45 | 1,4 |
ТМ-1600/10 | 1600 | 10 | 0,4 | 5,5 | 18,0 | 3,3 | 1,3 |
ТМ-2500/10 | 2500 | 10 | 0,4 | 5,5 | 25,0 | 4,6 | 1,0 |
ТМ-4000/10 | 4000 | 10 | 0,4 | 5,5 | 33,5 | 5,4 | 0,9 |
ТМ-6300/10 | 6300 | 10 | 0,4 | 5,5 | 46,0 | 9,0 | 0,8 |
ТМ-630/10 | 630 | 10 | 0,4 | 5,5 | 7,6 | 1,56 | 2,0 |
Решение варианта с трансформатором ТМ-630/10
1. Напряжение короткого замыкания
2. Ток короткого замыкания
3. Коэффициент мощности режима короткого замыкания
cos
4. Полное сопротивление короткого замыкания
5. Активная составляющая сопротивления короткого замыкания
6. Индуктивная составляющая сопротивления короткого замыкания
7. Стороны треугольника напряжений короткого замыкания
8. Принимаем масштаб напряжения =5 , тогда длинна векторов (сторон треугольника короткого замыкания):
Задача 1.7 Используя данные задачи 1.6,рассчитать величину изменения напряжений на выходе трансформатора при номинальной нагрузке , при коэффициентах мощности нагрузки и при индуктивном и емкостном характере нагрузки, а так же при активно –индуктивном характере нагрузки и фазовом сдвиге . Сравнить полученные результаты и сделать вывод о влиянии характера нагрузки на величину вторичного напряжения трансформатора .
Решение варианта с трансформатором ТМ630/10.
Где
2. Нагрузка активная
3. Нагрузка активно-индуктивная
4. Нагрузка активно-емкостная (при расчёте принять второе слагаемое принять с минусом)
5. Нагрузка активно-индуктивная при = 77° т.е. при
6. Анализируя полученные данные, делаем вывод:
А) минимальное изменение напряжения на выходе трансформатора при номинальной нагрузке имеет место при чисто активной нагрузке (0,69 %);
Б) Наибольшее значение когда угол сдвига фаз
В) При активно-емкостном характере нагрузке приобретает отрицательное значение, т.е. напряжение на выходах вторичной обмотки при номинальной нагрузке трансформатора повышается на 1,3%.
Задача 1.8. Для однофазного трансформатора номинальной мощностью номинальным первичным напряжением мощностью короткого замыкания и напряжением короткого замыкания рассчитать данные и построить график зависимости изменения вторичного напряжения от коэффициента нагрузки β если коэффициент мощности нагрузки Значения перечисленных параметров приведены в табл. 1.6 (параметры приведены к рабочей температуре).
Параметр | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
кВ∙А | 600 | 250 | 800 | 100 | 180 | 560 | 320 | 50 | 120 | 80 |
кВ | 31,5 | 6,3 | 31,5 | 6,3 | 6,3 | 10 | 10 | 3,4 | 6,3 | 10 |
кВт | 20 | 12 | 22 | 7 | 10 | 25 | 13 | 3,5 | 8 | 5,4 |
% | 8,5 | 6,5 | 8,5 | 5,5 | 6,5 | 7 | 6,5 | 5,5 | 5,5 | 6 |
0,75 (емк.) | 0,85 (инд) | 0,80 (емк.) | 0,70 (инд) | 1,0 | 0,85 (инд) | 0,9 (емк.) | 1,0 | 0,80 (инд) | 0,70 (инд) |
Решение варианта 1.
1. Напряжение короткого замыкания
2. Ток короткого замыкания
3. Коэффициент мощности режима короткого замыкания
cos
4. Активная составляющая напряжения короткого замыкания
5. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания
6. Задаемся рядом значений коэффициента нагрузки:
β=0,25; 0,50; 0,75 и 1.
6. Используя эти значения 0, по формуле
рассчитываем Л и; знак «минус» в формуле обусловлен емкостным характером нагрузки (см. табл. 1.6). Результаты расчета приведены ниже:
β................................................ 0 0,25 0,50 0,75 1,0
∆U,% ......................................... 0 -0,67 -1,34 -2,01 -2,68
Знак «минус» в полученном результате указывает на то, что с ростом нагрузки трансформатора напряжение на зажимах вторичной обмотки увеличивается, что связано с емкостным характером нагрузки трансформатора.
Задача 1.9. Используя параметры однофазных трансформаторов, приведенные в табл. 1.6, и результаты решения задачи 1.8, рассчитать необходимые параметры и построить упрощенную векторную диаграмму трансформатора (током холостого хода пренебречь). При этом рассмотреть два случая номинальной нагрузки трансформатора при значении коэффициента мощности
= 0,7: при индуктивном характере нагрузки и при емкостном характере нагрузки. Определить коэффициент мощности трансформатора .
Решение варианта 1.
Запишем значения параметров, необходимых для построения векторной диаграммы.
Номинальное первичное напряжение
= 31,5 кВ = 31 500 В.
Активное напряжения короткого замыкания
Реактивное напряжения короткого замыкания
Номинальный ток в первичной цепи
Угол фазового сдвига 𝜑1 = агссоз 0,7 == 45°.
Порядок построения диаграммы (рис. 1.7). Необходимо выбрать масштаб напряжения. При этом следует определить размер листа бумаги, на котором будет построена диаграмма.
Например, для листа форматом А4 целесообразно принять масштаб mU= 150 В/мм. В этом случае длина векторов составит:
первичного напряжения .......................................................... 210 мм;
активного напряжения короткого замыкания ...........................7,0 мм;
реактивного напряжения короткого замыкания ....................... 16,5 мм.
На оси ординат строим вектор тока . Этот вектор проводим произвольной длины, так как она не оказывает влияние на диаграмму. Затем в сторону опережения по фазе (влево от вектора тока) под углом = 45° строим вектор напряжения .Из конца этого вектора перпендикулярно вектору тока проводим вектор реактивного напряжения короткого замыкания , а затем из конца этого вектора параллельно—встречно вектору тока строим вектор активного напряжения короткого замыкания Соединив начало диаграммы (точка 0) с концом вектора получают вектор приведенного значения вторичного напряжения , Измерив угол = 43°, определяют коэффициент мощности = 0,731. Диаграмму для случая активно-емкостной нагрузки строят аналогично, но вектор напряжения откладывают вправо от вектора тока. Выполнив необходимые построения, видим, что вектор напряжения увеличился, т. е. напряжение на выходе вторичной обмотки при активно-индуктивной нагрузке возрастает. Угол = 48°, == 0,67.
Задача 1.10. Трехфазный трансформатор имеет параметры, значения которых приведены в табл. 1.7: номинальная мощность и номинальные напряжения (линейные) и напряжение короткого замыкания ток холостого хода , потери холостого хода потери короткого замыкания Обмотки трансформатора соединены по схеме «звезда—звезда». Требуется определить:
Параметр | Вариант | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
100 | 180 | 320 | 560 | 1000 | 800 | 600 | 700 | 400 | 200 | |
0,5 | 3,0 | 6,0 | 10 | 35 | 10 | 10 | 6,0 | 3,0 | 3,0 | |
0,23 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,3 | 0,4 | 0,6 | 0,6 | 0,23 | 0,23 | |
5,5 | 5,5 | 8,5 | 6,5 | 5,5 | 6,5 | 8,5 | 5,5 | 6,5 | 5,5 | |
6,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,0 | 5,0 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 6,5 | |
0,65 | 1,2 | 1,6 | 2,5 | 5,2 | 3,6 | 2,8 | 3,2 | 2,0 | 1,5 | |
2,0 | 3,6 | 5,8 | 9,0 | 13,5 | 10,0 | 9,0 | 8,2 | 6,0 | 4,0 |
параметры Т-образной схемы замещения, считая ее симметричной ( а также фактические значения сопротивлений вторичной обмотки; величины КПД η, соответствующие значениям полной мощности трансформатора 0,25 ;0,55 ; 0,75 и при коэффициентах мощности нагрузки cos = 0,8 (индуктивный характер нагрузки) и cos = 1 номинальное изменение напряжения Построить графики η =ƒ(β) и =ƒ(β).
Решение варианта 1.
1. Напряжение короткого замыкания
.
2. Ток короткого замыкания
3. Коэффициент мощности в режиме короткого замыкания
cos
4.Полное сопротивление короткого замыкания
5. Активная составляющая сопротивления короткого замыкания
6.Индуктивная составляющая сопротивления короткого замыкания
7. Активные и индуктивные сопротивления Т-образной схемы замещения трансформатора (см. рис. 1.2)
= 0,05/2 = 0,025 Ом;
= 0,13/2 == 0,065 Ом.
8. Фактические (неприведенные) значения сопротивлений вторичной обмотки трансформатора
= = 0,005 Ом;
= =0.014 Ом
9. Ток холостого хода
10. Коэффициент мощности в режиме холостого хода
cos
= 0.995
11. Полное сопротивление ветви намагничивания Т-образной схемы замещения трансформатора
12. Активное и индуктивное составляющие ветви намагничивания
13. Для расчета КПД воспользуемся выражением
Задавшись значениями коэффициента нагрузки: = 0,25; 0,50; 0,75 и 1,0, рассчитываем для каждого из них КПД сначала для коэффициента мощности нагрузки = 1, а затем для = 0,8.
14. Коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному КПД,
15. Максимальные значения КПД: при = 1
при = 0,8.
Результаты расчетов приведены ниже:
....................................................... 0,25 0,50 0,75 1,0
(при = 1) ..................... 0,969 0,977 0,976 0,974
(при = 0,8 инд.) ........ 0,962 0,972 0,971 0,967
На рис. 1.8, а представлены графики η =ƒ(β).
Из анализа полученных результатов следует: КПД трансформатора при чисто активной нагрузке выше, чем при активно-индуктивной нагрузке во всем диапазоне значений β.
16. Для расчета номинального изменения напряжения воспользуемся выражением
где
5,5 • 0,36 = 1,98 %;
5,5 • 0,93 = 5,1 %.
При = 0,8, = 0,6
1,98 ∙ 0,8 + 5,1∙ 0,6 =4,64%.
При = 1, = 0
1,98 ∙ 1 + 5,1 ∙ 0 = 1,98 %.
На рис. 1.8, б показаны внешние характеристики трансформатора.
Задача 1.11. В табл. 1.8 приведены данные трехфазных силовых трансформаторов серии ТМ: полная номинальная мощность ; номинальные потери холостого хода и короткого замыкания ; коэффициент мощности нагрузки Требуется определить величину снижения КПД при номинальной нагрузке по сравнению с его максимальным значением.
Решение варианта с трансформатором ТМ-100/35.
1. КПД в номинальном режиме (β= 1)
= 100 ∙ 0,8 = 80 кВт;
= 80 - (0,465 + 1,97) = 77,6кВт;
77,6/80 = 0,97.
2. Расчет максимального КПД ведем по формуле
Таблица 1.8
Тип трансформатора | ||||
ТМ-100/35 | 100 | 0,465 | 1,97 | 0,8 |
ТМ-160/35 | 160 | 0,7 | 2,65 | 0,85 |
ТМ-250/35 | 250 | 1,0 | 3,7 | 0,85 |
ТМ-400/35 | 400 | 1,35 | 5,5 | 0,8 |
ТМ-630/35 | 630 | 1,90 | 7,6 | 0,75 |
ТМ-1000/35 | 1000 | 2,75 | 12,2 | 0,70 |
ТМ-1600/35 | 1600 | 3,65 | 18,0 | 0,80 |
ТМ-2500/35 | 2500 | 5,10 | 25,0 | 0,75 |
ТМ-4000/35 | 4000 | 6,70 | 33,5 | 0,85 |
ТМ-6300/35 | 6300 | 9,40 | 46,5 | 0,80 |
3. Коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному КПД,
4. Подставив в формулу расчета максимального КПД значение коэффициента нагрузки = 0,485, получим
5. Снижение КПД трансформатора при номинальной нагрузке относительно его максимального значения составило
0,98 - 0,97 =0,01, т.е. 1%.
Задача 1.12. В табл. 1.9 приведены технические данные трехфазных трансформаторов серии ТСЗ (трансформатор трехфазный сухой с заземленной первичной обмоткой). Используя эти данные, определить: коэффициент трансформации k , номинальные значения токов первичной и вторичной обмоток; ток холостого хода ; напряжение короткого замыкания ; сопротивление короткого замыкания и его активную и индуктивную составляющие; определить номинальное изменение напряжения при значениях коэффициента мощности нагрузки = 1; 0,8 (инд.) и 0,8 (емк.); номинальные и максимальные значения КПД трансформатора при коэффициентах мощности нагрузки = 1 и 0,8.
Таблица 1.9
Тип трансформатора | кВ∙А | В | В | кВт | кВт | % | % |
ТСЗ-160/6 | 160 | 6 | 0,23 | 0,7 | 2,7 | 5,5 | 4 |
ТСЗ-160/10 | 160 | 10 | 0,4 | 0,7 | 2,7 | 5,5 | 4 |
ТСЗ-250/6 | 250 | 6 | 0,23 | 1 | 3,8 | 5,5 | 3,5 |
ТСЗ-250/10 | 250 | 10 | 0,4 | 1 | 3,8 | 5,5 | 3,5 |
ТСЗ-400/6 | 400 | 6 | 0,23 | 1,3 | 5,4 | 5,5 | 3 |
ТСЗ-450/10 | 400 | 10 | 0,4 | 1,3 | 5,4 | 5,5 | 3 |
ТСЗ-630/6 | 630 | 6 | 0,4 | 2 | 7,3 | 5,5 | 1,5 |
ТСЗ-630/10 | 630 | 10 | 0,4 | 2 | 7,3 | 5,5 | 1,5 |
ТСЗ-1000/6 | 1000 | 6 | 0,4 | 3 | 11,3 | 5,5 | 1,5 |
ТСЗ-1000/10 | 1000 | 10 | 0,4 | 3 | 11,3 | 5,5 | 1,5 |
ТСЗ-1600/10 | 1600 | 6 | 0,4 | 4,2 | 16 | 5,5 | 1,5 |
Решение варианта с трансформатором ТСЗ-160/6.
1. Коэффициент трансформации
2. Номинальный ток первичной обмотки
3. Номинальный ток вторичной обмотки
4. Ток холостого хода
5. Напряжение короткого замыкания
6. Сопротивление короткого замыкания
7. Коэффициент мощности короткого замыкания
cos ;
при = 0,8
где коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному КПД,
Параллельная работа трансформаторов. Автотрансформаторы
Задача 1.13. Три трехфазных трансформатора номинальной мощностью , и и напряжением короткого замыкания
, и включены на параллельную работу (табл. 1.10). Требуется определить:
1) нагрузку каждого трансформатора ( , и ) в кВ∙ А, если общая нагрузка параллельной группы равна сумме номинальных мощностей этих трансформаторов
( );
2) степень использования каждого из трансформаторов по мощности ( );
3) насколько следует уменьшить общую нагрузку трансформаторной группы , чтобы устранить перегрузку трансформаторов; как при этом будут использованы трансформаторы по мощности в % от их номинальной мощности?
Решение варианта 1. В связи с тем, что для параллельного включения применены трансформаторы разной номинальной мощности, напряжения короткого замыкания этих трансформаторов неодинаковы.
Таблица 1.10
Параметр
| Варианты
| ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Трансформатор I
| |||||
Номинальная мощность кВ∙A | Ј000 | 5600 | 3200 | 1800 | 560 |
Напряжение короткого замыкания % | 5,3 | 5,3 | 4,3 | 4,4 | 4,0 |
Трансформатор II
| |||||
Номинальная мощность кВ∙A | 3200 | 3200 | 4200 | 3200 | 420 |
Напряжение короткого замыкания , % | ,5,5 | 5,5 | 4,3 | 4,0 | 4,2 |
Трансформатор III
| |||||
Номинальная мощность кВ∙A | 1800 | 3200 | 5600 | 4200 | 200 |
Напряжение короткого замыкания , % | 5,7 | 5,5 | 4,0 | 3,8 | 4,5 |
Поэтому расчет распределения нагрузки между трансформаторами выполним по формуле
учитывающей неодинаковость напряжений короткого замыкания.
1. Общая нагрузка параллельной группы
= 5000 + 3200 + 1800 = 10000 кВ∙А
2. Воспользуемся выражением
= + + = 1841.
3. Фактическая нагрузка каждого трансформатора
Анализируя полученный результат, можно сделать вывод:
Больше нагружается трансформатор с меньшим значением напряжения короткого замыкания (трансформатор I) и меньше — трансформаторы с большим значением напряжения короткого замыкания (трансформатор III). Перегруженным оказался трансформатор I: перегрузка составила
[(5100 - 5000)/5000]100 = 2%.
Так как перегрузка трансформаторов недопустима, то следует общую нагрузку уменьшить на 2 % принять ее равной S` = 10 000 ∙ 0,98 = 9800 кВ ∙ А, при этом суммарная мощность трансформаторов окажется недоиспользованной на 2 %.
Задача 1.14. Однофазный понижающий автотрансформатор номинальной (проходной) мощностью при номинальном первичном напряжении и номинальном вторичном напряжении имеет число витков в обмотке из которых витков являются общими для первичной и вторичной цепей (см. рис. 1.4); ЭДС, индуцируемая в одном витке обмотки трансформатора Требуется определить недостающие в табл. 1.11 значения параметров, а также определить, во сколько раз масса и потери этого автотрансформатора меньше, чем у двухобмоточного трансформатора такой же мощности и напряжений; определить мощности автотрансформатора, передаваемые из первичной во вторичную цепь электрическим и электромагнитным путями. При решении задачи током холостого хода пренебречь.
Решение варианта 1.
1. Число витков в обмотке автотрансформатора
2. Вторичное напряжение
= 130 ∙ 0,85 = 110 В.
4. Коэффициент трансформации автотрансформатора
4. Номинальный ток в первичной цепи
Таблица 1.11
Параметр
| Варианты
| |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
кВ∙A | 15 | 4,0 | 6,0 | 16 | 8,0 | 3,0 | 5,0 | 2,8 | 9,0 | 12 |
220 | — | 380 | — | 220 | — | 220 | — | 380 | — | |
— | 110 | — | 220 | — | 127 | — | 140 | — | 220 | |
B | 0,85 | 0,75 | 1,73 | 0,90 | 0,90 | 0,85 | 1,0 | 0,85 | 1,0 | 1,022 |
— | — | — | — | — | 250 | 250 | 270 | 400 | 400 | |
130 | 130 | 250 | 240 | 130 | — | — | — | — | — |
5. Номинальный ток во вторичной цепи
6. Ток в общей части витков обмотки
= 136 - 68 = 68 А.
7. Мощность, передаваемая из первичной во вторичную цепь электрическим путем (см. рис. 1.7),
Таким образом, электромагнитным путем передается лишь половина проходной мощности, а поэтому, по сравнению с двухобмоточным трансформатором номинальной мощностью 15 кВ • А, рассматриваемый автотрансформатор изготовлен из активных материалов, масса которых в два раза меньше, а следовательно, и потери в нем также меньше в два раза.
Задача 1.15. В табл. 1.12 указаны значения следующих параметров понижающего автотрансформатора: номинальная (проходная) мощность , коэффициент трансформации , токи в первичной и вторичной цепях, ток в общей части витков , напряжения первичное и вторичное мощности расчетная передаваемая электрическим путем Используя указанные в таблице значения параметров, определить недостающие значения параметров.
Решение варианта 1.
1. Первичное напряжение
= .
Таблица 1.12
Параметр
| Варианты
| |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
кВ∙A | 2,64 | — | — | 2,2 | — | 3,5 | — | 3,5 | — | 2,8 |
кВ∙A | — | — | 1,3 | 0,85 | — | — | 0,65 | — | — | — |
кВ∙A | — | — | 0,5 | — | 0,8 | — | — | — | 1,1 | — |
,В | — | 220 | 380 | — | — | 380 | — | 380 | — | — |
, В | 127 | — | — | 250 | — | — | 300 | — | 220 | — |
12
| 8
| 12,7
| ||||||||
12
| —
| 11
| 15
| —
| ||||||
A | —
| —
| —
| —
| 6
| |||||
— | 1,35 | — | — | 1,25 | — | 1,30 | — | — | 1,80 |
2. Коэффициент трансформации
.
Вторичный ток
= 12 ∙ 1.73 = 21 А.
4. Ток в общей части витков обмотки автотрансформатора /12 = 21 - 12 = 9 А.
5. Расчетная мощность автотрансформатора
6. Мощность автотрансформатора, передаваемая во вторичную цепь электрическим путем
В∙А
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 5260; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!