Материал: РГР 1 Расчет характеристик силовых трансформаторов

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Задание:

По приведенным техническим данным трехфазного двухобмоточного трансформатора:

1. рассчитать и изобразить Т-образную схему замещения одной фазы.

При коэффициенте нагрузки β = 0,05; 0,2; 0,4; 0,8; 1; 1,2:

2. определить и построить зависимости:

а) КПД: = f();

б) отклонение напряжения = f(β);

3. построить внешнюю характеристику U₂=f(I₂).

Исходные данные

Трансформатор ТМГ-160/10-X1;

Номинальная мощность S_н=160 кВА;

Номинальное напряжение U_1н=10 кВ;

Номинальное напряжение U_2н=0,23 кВ;

Потери холостого хода Р_о=0,44 кВт;

Потери короткого замыкания Р_к=2,65 кВт;

Ток холостого хода i_о=1,8 %;

Напряжение короткого замыкания u_к=4,5 %;

Активно-индуктивная нагрузка cos(φ₂)=0,7;

Схема соединения трансформатора соединения: .

1. Расчет Т-образной схемы замещения одной фазы

Рисунок 1. Т-образная схема замещения трансформатора

Номинальные (линейные) токи трансформатора:

Номинальные фазные напряжения:

При данном способе соединения () фазные токи I_1нф и I_2нф равны линейным:

I_1нф = I_1н = 9,238 А;

I_2нф = I_2н = 401,635 А.

Параметры схемы замещения определяют из опытов холостого хода и короткого замыкания.

Рисунок 2. Схема замещения трансформатора в опыте холостого хода

Ток ХХ первичной обмотки:

Получаем (с учетом 1 фазы):

Полное сопротивление ветви намагничивания:

Рисунок 3. Схема замещения трансформатора в опыте короткого замыкания

Напряжение в опыте КЗ:

Реальные величины активных и реактивных сопротивлений первичной и вторичной обмоток трансформатора:

Коэффициент трансформации:

Рисунок 4. Т-образная схема замещения трансформатора

2. Определение и построение зависимостей:

а) Расчет КПД при известном коэффициенте нагрузки

Коэффициент нагрузки β=0,05 ; 0,2 ; 0,4 ; 0,8 ; 1,0 ; 1,2

β

Рисунок 5. График зависимости КПД от коэффициента нагрузки

б) Расчет отклонения напряжения при известном коэффициенте нагрузки

φ₂ = arccos(0,7) =45,57 (Характер нагрузки RL);

φ_к = arccos(0,396) =66,67 ;

cos(φ₂- φ_k) = cos(45,57-66,67) =0,933.

β

Рисунок 6. График зависимости отклонения напряжения от коэффициента нагрузки.

3. Построение внешней характеристики U₂=f(I₂)

Определим :

=0,05 · 401,635 = 20,081 А;

=0,2 · 401,635 = 80,327 А;

=0,4 · 401,635 = 160,654 А;

=0,8 · 401,635 = 321,308 А;

=1,0 · 401,635 = 401,635 А;

=1,2 · 401,635 = 481,962 А.

U₂, B

I₂, A

Рисунок 7. Внешняя характеристика U₂ =f(I₂)