Выбор и расчет трансформатора

Определение потерь и тока холостого хода, параметров схемы замещения. Расчет и построение кривой коэффициента полезного действия, процентного изменения напряжения на нагрузке при номинальном токе. Расчет распределения нагрузок между трансформаторами.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 15.05.2012
Размер файла 158,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Общие указания

Данное задание студенты выполняют после прослушивания цикла лекций по трансформаторам и прохождения лабораторных работ. Каждый студент выполняет один вариант (см. приложение 1), который выбирается согласно порядкового номера в журнале и номеру группы. Объем работы РГР должен соответствовать требованиям настоящих методических указаний без отклонений в какую-либо сторону. РГР имеет целью ознакомить студента с возможными расчетными решениями, оценить их достоинства, недостатки и направление, прежде всего, на закрепление, углубление и расширение знаний, развитие навыков в расчетах с применением вычислительных устройств и широким использованием справочной литературы, каталогов и др.

РГР выполняется в последовательности, изложенной ниже, и выполняется на бумаге формата А4, справа и слева листа оставляются поля, страницы заполняются с одной стороны листа и нумеруются. Формулы приводятся в буквенном выражении, затем подставляются цифровые значения и производятся вычисления. Результаты промежуточных вычислений могут быть опущены. Все расчеты выполняются в системе СИ, у каждой величины, являющейся результатом вычисления, указывается размерность. В начале расчета следует указать источник, по которому выполняется расчет. Если формулы берутся из дополнительной литературы, то это отмечают в тексте в квадратных скобках цифрами соответственно списку литературы. В тексте даются необходимые обоснования выбора коэффициентов, значений параметров (делать кратко, ясно, без повторов, с обязательной ссылкой на литературу). Все графики в тексте выполнять на миллиметровой бумаге с обязательными подрисуночными подписями, удобным масштабом и соблюдением требований ЕСКД, допускается построение графиков в Microsoft Office Excel. Выполненная РГР сдается преподавателю на проверку, а после проводится ее защита студентом.

При защите РГР студент излагает поставленную задачу, наиболее важные расчетные и методические решения, особенности и трудности при выполнении, отвечает на заданные вопросы.

Задание

Понижающий трехфазный трансформатор имеет параметры, представленные в приложении 1.

Требуется:

1. Определить коэффициенты трансформации фазных (Кф) и линейных (Кл) напряжений.

2. Определить номинальные фазные и линейные токи первичной и вторичной обмоток.

3. Определить потери в стали и средние значения тока холостого хода при следующих напряжениях: . По результатам расчета построить характеристику намагничивания .

4. Используя данные холостого хода и короткого замыкания, определить параметры схемы замещения, считая , . Начертить схему замещения.

5. Рассчитать и построить кривую при и при коэффициенте нагрузки .

6. Рассчитать и построить кривую процентного изменения напряжения в зависимости от угла , т.е. при номинальном токе. Расчеты произвести при изменении от 90? до 0? (индуктивная нагрузка) и от 0? до - 90? (емкостная нагрузка).

7. Установить распределение нагрузки между тремя трансформаторами, соотношение номинальных мощностей которых составляет 1,0:1,5:3,0. При этом напряжение короткого замыкания второго трансформатора на 2,5% больше, а третьего - на 6% меньше, чем первого, а нагрузка равна сумме мощностей трех трансформаторов.

8. Определить суммарную величину нагрузки трансформаторов согласно п. 7 при условии, что наиболее загруженный трансформатор работает с номинальной мощностью.

Методические указания к расчету

Определение потерь и тока холостого хода.

На первом этапе рекомендуется произвести расчет для , ( - фазное напряжение первичной обмотки). Потери в стали определяются по формуле:

, Вт

где: - масса стержней, кг;

- масса ярма, кг;

- потери на 1 кг массы стержней, Вт/кг;

- потери на 1 кг массы ярма, Вт/кг;

- коэффициент добавочных потерь

(- при диаметре стержня м и при диаметре стержня м).

и вычисляются соответственно:

, кг

, кг

где: - сечение стержней, м2;

- длина ярма, м;

- сечение ярма, м2;

; - высота стержней и ярма, м.

Индукция в стержнях и ярмах определяется:

, Тл

где - фазное напряжение вторичной обмотки, соответствующее принятому значению

, т.е.

, Тл

По полученным значениям и из таблицы 1 определяют: и .

Активная составляющая тока холостого хода определяется по формуле (формула приводится для значения ):

, А

Индуктивная составляющая тока холостого хода вычисляется из уравнения (формула приводится для значения ):

, А

где: - намагничивающая мощность, ВА

,

где , , - удельные намагничивающие мощности для стержней, ярма и стыков (зазоров), определяемые из таблицы 1.

- число стыков (зазоров) между листами стержней (для 3-х фазных трансформаторов со сборкой в нахлестку ).

Указание: при нахождении значение индукции необходимо принять для стержней, т.е. .

Значение тока холостого хода в фазе первичной обмотки:

, А.

Для построения кривой намагничивания трансформатора: необходимо определить и для остальных значений напряжения и подставляя их в формулы и , определить .

Определение параметров схемы замещения

Параметры схемы замещения определяются по данным опытов холостого хода и короткого замыкания. Следует помнить, что и , поэтому

;

.

Имея ввиду то, что , и , можно принять, что

,

,

.

При соединении первичной обмотки трансформатора звездой:

, А

Полное сопротивление намагничивающего контура:

, Ом

Активное сопротивление намагничивающего контура:

, Ом

где - значение тока намагничивания при номинальном фазном напряжении первичной обмотки трансформатора .

Индуктивное сопротивление намагничивающего контура:

, Ом

Полное сопротивление короткого замыкания:

, Ом

Активное сопротивление короткого замыкания:

, Ом

Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

, Ом

Расчет и построение кривой К.П.Д.

Расчет к.п.д., согласно условию, провести при и для к.п.д. определяется по формуле:

Следует помнить, что не зависит от нагрузки .

Кривые к.п.д. при этом имеют вид:

Рис. 1 Зависимость к.п.д. от нагрузки

Определение процентного изменения напряжения на нагрузке при номинальном токе

Аналитически изменение напряжения вычисляется из выражения:

, %

, %

где - активная составляющая напряжения короткого замыкания трансформатора в процентах.

- реактивная составляющая напряжения короткого замыкания трансформатора в процентах.

Расчет выполнить для ряда значений (56 точек) от 90? до 0? (индуктивная нагрузка) и от 0? до - 90? (емкостная нагрузка).

Примерный вид кривой показан на рис. 2.

Рис. 2 Зависимость изменения выходного напряжения трансформатора от

Расчет распределения нагрузок между трансформаторами

При включении нескольких трансформаторов на параллельную работу нагрузка каждого из них (если общая нагрузка равна сумме мощностей всех трансформаторов) определяется по формуле:

, кВА

где - нагрузка одного из параллельно работающих трансформаторов, кВА;

- суммарная нагрузка всей параллельной группы, кВА;

- напряжение короткого замыкания искомого трансформатора, %;

- номинальная мощность искомого трансформатора, кВА

трансформатор замещение напряжение нагрузка

Если в результате расчета окажется, что какой-либо трансформатор перегружен (допустим на 3%), то для устранения его перегрузки следует снизить внешнюю нагрузку на столько же процентов. (Следовательно, суммарная номинальная мощность трансформаторов будет использована, в данном случае лишь на 97%). Затем следует провести перерасчет мощности остальных трансформаторов, исходя уже из уменьшенной внешней нагрузки и провести сравнение полученной суммарной мощности трансформаторов (после перерасчета) и уменьшенной внешней нагрузки.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение геометрических параметров трансформатора. Выбор схемы магнитопровода. Расчет обмоток высокого и низкого напряжения, потерь мощности короткого замыкания, тока холостого хода трансформатора, бака и радиаторов. Размещение отводов и вводов.

    курсовая работа [926,2 K], добавлен 09.05.2015

  • Проект трансформатора, электрические параметры: мощность фазы, значение тока и напряжения; основные размеры. Расчет обмоток; характеристики короткого замыкания; расчет стержня, ярма, веса стали, потерь, тока холостого хода; определение КПД трансформатора.

    учебное пособие [576,7 K], добавлен 21.11.2012

  • Принцип работы трансформатора и материалы, применяемые при его изготовлении. Выбор магнитопровода, обмоток и полного тока первичной обмотки. Расчет тока и напряжения холостого хода. Определение температуры перегрева и суммарных потерь в меди и стали.

    курсовая работа [5,0 M], добавлен 12.12.2012

  • Исследование трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания. Расчет тока холостого хода в процентах от номинального первичного, коэффициента мощности в режиме холостого хода. Порядок построения характеристики холостого хода трансформатора.

    лабораторная работа [19,0 K], добавлен 12.01.2010

  • Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний, определение размеров трансформатора. Вычисление параметров короткого замыкания, магнитной системы, потерь и тока холостого хода. Тепловой расчет трансформатора, его обмоток и бака.

    курсовая работа [4,4 M], добавлен 06.11.2014

  • Определение основных электрических величин и размеров трансформатора. Выбор конструкции магнитной системы, толщины листов стали и типа изоляции пластин. Расчет обмоток, потерь и напряжения короткого замыкания, тока холостого хода. Тепловой расчет бака.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.11.2014

  • Расчет исходных данных и основных коэффициентов, определение основных размеров. Расчет обмоток низкого и высокого напряжения, параметров короткого замыкания, магнитной системы трансформатора, потерь и тока холостого хода, тепловой расчет обмоток и бака.

    курсовая работа [196,7 K], добавлен 30.05.2010

  • Предварительный расчет трансформатора и выбор соотношения основных размеров с учетом заданных значений. Определение потерь короткого замыкания, напряжения, механических сил в обмотках. Расчёт потерь холостого хода. Тепловой расчет обмоток и бака.

    курсовая работа [665,1 K], добавлен 23.02.2015

  • Представление линии 500 кВ четырехполюсником, нахождение обобщенных постоянных с учетом и без учета потерь в линии. Определение параметров схемы замещения линии. Выбор мощности реактора по условиям выравнивания напряжения в режиме холостого хода линии.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.03.2017

  • Определение параметров Т-образной схемы замещения трансформатора. Составление полных векторных диаграмм преобразователя для активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузок. Расчет изменения вторичного напряжения аналитическим и графическим методами.

    задача [229,0 K], добавлен 04.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.