Назначение и функции трансформаторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Назначение и функции трансформаторов

В трансформаторах происходит преобразование электрической энергии в электромагнитную в первичной обмотке и электромагнитной в электрическую во вторичной. ЭДС, индуцируемые в первичной и вторичной обмотках, определяются по формулам:

;, (8.1)

где частота переменного трансформируемого напряжения, Гц;

и число витков первичной и вторичной обмоток;

максимальное значение магнитного потока, Вб.

Коэффициент трансформации представляет собой отношение напряжений на выводах первичной и вторичной обмоток:

,(8.2)

где и номинальное напряжение первичной обмотки и напряжение вторичной обмотки при холостом ходе.

Все необходимые расчетные параметры трансформатора можно определить по холостому ходу и опыту короткого замыкания.

Схема замещения трансформатора при холостом ходе соответствует рис.8.1, а, на основании которой можно записать:

;;.(8.3)

Мощность, потребляемая трансформатором при холостом ходе, расходуется в основном на потери в стали (). Параметры схемы замещения определяются по формулам:

;;,(8.4)

где и показания вольтметра и амперметра, включенных в первичную обомтку;

полное сопротивление ветви намагничивания схемы замещения.

трансформатор электрическая энергия электромагнитный

При опыте короткого замыкания вторичную обмотку замыкают накоротко, а на первичной обмотке поддерживается такое напряжение, при котором в обмотках протекают номинальные токи. Обычно это напряжение указывается в процентах к номинальному, т.е. . Схема замещения трансформатора в этом случае соответствует рис.8.2, б и расчетные уравнения записываются следующим образом:

;;.(8.5)

Мощность, потребляемая трансформатором при опыте короткого замыкания, расходуется в основном на потери в обмотках . Параметры схемы замещения определяются по формулам:

;;,(8.6)

где и напряжение и ток первичной обмотки;

полное сопротивление короткого замыкания трансформатора.

Активное и реактивное сопротивления трансформатора в опыте короткого замыкания определяются как сумма соответствующих сопротивлений первичной обмотки и приведенных сопротивлений вторичной обмотки, т.е. и .

В режиме нагрузки схема замещения трансформатора может быть представлена в виде, приведенном на рис.8.2, на основании которой можно записать

;;,(8.7)

где полное сопротивление потребителя.

Полезная мощность потребителя связана с полной мощностью следующей зависимостью:

,(8.8)

Задача 1

Трехфазный трансформатор имеет следующие номинальные параметры: ; ; ; потери при холостом ходе ; потери при котортком замыкании при относительном напряжении . Определить коэффициенты трансформации фазных и линейных напряжений при соединении обмоток звездой и треугольником. Чему равно максимальное изменение вторичного напряжения и кпд трансформатора при активной нагрузке и ?

Решение. Обмотки высшего напряжения промышленных трехфазных трансформаторов включаются звездой, т.е. фазное напряжение на входе трансформатора . Следовательн коэффициент трансформации фазных напряжений .

При соединении вторичных обмоток звездой линейное напряжение на выходе трансформатора и коэффициент трансформации линейных напряжений . При соединеии обмоток треугольником линейное напряжение равно фазному и ф этом случае .

Наибольшее отклонение вторичного напряжения в соответствии с формулой (8.10) при активной нагрузке . Для соединения звездой .

КПД трансформатора можно найти по формуле (8.9) .

Задача 2

На параллельную работу включены два трехфазных трансформатора, которые имеют одинаковые номинальные мощности , равные коэффициенты трансформации, но различные напряжения короткого замыкания и . Указать какой трансформатор будет недогружен при общей нагрузке , и найти недоиспользованную им мощность. Определить нагрузку каждого трансформатора, если общая нагрузка их .

Решение. На основании выражения (8.14) можно сделать вывод, что трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания нагружается в большей мере и его мощность не должна быть больше номинальной, т.е. .

Мощность трансформатора с большим напряжением короткого замыкания определяем по формуле (8.14): . Таким образом, недоиспользованная мощность равна , что составляет установленной общей мощности.

При общей нагрузке мощность каждого трансформатора определяется из соотношений и . Отсюда и .

Размещено на Allbest.ru