|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Методические указания к решению задачи 3Перед решением задач этой группы особое внимание уделите § 9.3-9.6, 9.11, 9.12 из Л-3. Для их решения необходимо знать устройство, принцип действия и зависимости между электрическими величинами однофазных и трёхфазных трансформаторов, уметь определять по их паспортным данным технические характеристики. Основными параметрами трансформаторов являются: 1. Номинальная мощность S НОМ. Это полная мощность (в кВА),которую трансформатор, установленный на открытом воздухе, может непрерывно отдавать в течение срока службы (20-25 лет) при номинальном напряжении и при максимальной и средней температурах окружающего воздуха, равных соответственно - 40°С и + 50°С. 2. Номинальное первичное напряжение U НОМ1. Это напряжение, на которое рассчитана первичная обмотка трансформатора. 3. Номинальное вторичное напряжение U НОМ2. Это напряжение на выводах вторичной обмотки при холостом ходе и номинальном первичном напряжении. При нагрузке вторичное напряжение снижается из-за потерь в трансформаторе. 4. Номинальные первичный и вторичный токи I НОМ1 и I НОМ1. Эти токи определяются по номинальной мощности и номинальным напряжениям. Для однофазного трансформатора I НОМ1 = SHOM / (U НОМ1 · η) I НОМ2 = SHOM / U НОМ2
Для трёхфазного трансформатора I НОМ1 = SHOM / (√ 3 U НОМ1 · η) I НОМ2 = SHOM / (√ 3 U НОМ2)
Здесь η – КПД трансформатора. Эта величина близка к 1,0 из-за малых потерь в трансформаторе. На практике при определении токов принимают η = 1,0. Трансформаторы чаще всего работают с нагрузкой меньше номинальной. Поэтому вводят понятие о коэффициенте нагрузки КН. Если трансформатор с SНОМ = 1000 кВА отдаёт потребителю мощность S2 = 950 кВА, то КН = S2 / SНОМ = 950 / 1000 = 0,95. Значения отдаваемых трансформатором активной и реактивной мощности зависят от коэффициента мощности cos φ2. Если SHOM = 1000 кВА, КH = 1,0 и cos φ2 = 0,9, то Р2 = SHOM · cos φ2, a Q2 = SHOM · sin φ2, т.е. соответственно Р2 = 1000 / 0,9 = 900 кВт; Q2 = 1000 / 0.436 = 436 кВАр.
Таблица 1. Технические данные трансформаторов
Примечание: 1. ТМ-630/6 - трёхфазный трансформатор с масляным естественным охлаждением, номинальная мощность 630 кВА; номинальное первичное напряжение 6кВ, номинальные вторичные напряжения 0,4, 0,23 и 0,69 кВ. 2. Для потерь холостого хода в числителе значения для трансформаторов, выпускаемых до 1980 г., в знаменателе - после 1980 г. Для потерь Р0 и напряжения Uk в числителе - для соединения обмоток звезда-звезда, в знаменателе - треугольник-звезда. 3. В таблице приведены данные наиболее распространённых трансформаторов. Отношение линейных напряжений в трёхфазных трансформаторах называют линейным коэффициентом трансформации, который равен отношению чисел витков обмоток, если они имеют одинаковые схемы соединения (;). При других схемах коэффициент трансформации находят по формулам: К = U НОМ1 / U НОМ1 = √3 · W1 / W2 при (). К = U НОМ1 / U НОМ2 = W1 / (√3 · W2) при ().
Пример 4. Трёхфазный трансформатор имеет следующие номинальные характеристики: Sном = 1000 кВА, Uном1 = 10 кВ, Uном2 = 400 В. Потери в стали РСТ = 2,45 кВт, потери в обмотках Ро.ном = 12,2 кВт. Первичные обмотки соединены в треугольник, вторичные - в звезду. Сечение магнитопровода Q = 450 см2, амплитуда магнитной индукции ВТ = 1,5 Тл. Частота тока в сети f = 50 Гц. От трансформатора потребляется активная мощность Р2 = 810 кВт при коэффициенте мощности cos φ2 = 0.9.
Определить: 1. Номинальные токи в обмотках и токи при фактической нагрузке. 2. Числа витков обмоток. 3. КПД трансформатора при номинальной и фактической нагрузках.
Решение
1. Номинальные токи в обмотках: I НОМ1 = S НОМ · 1000 / (√ 3 · U НОМ1) = 1000 · 1000 / (1,73 · 10000) = 58 А I НОМ2 = S НОМ · 1000 / (√ 3 · U НОМ2) = 1000 · 1000 / (1,73 · 400) = 1145 А
2. Коэффициент нагрузки трансформатора КН = Р2 / (S НОМ · cos φ2) = 810 / (1000 · 0,9) = 0,9
3. Токи в обмотках при фактической нагрузке I 1 = КН · I НОМ1 = 0,9 · 58 = 52 А I 2 = КН · I НОМ2 = 0,9 · 1145 = 1300 А
4. Фазные э.д.с. наводимые в обмотках Первичные обмотки соединены в треугольник, а вторичные в звезду, поэтому, пренебрегая падением напряжения в первичной обмотке, считаем: U НОМ ≈ Е1Ф Е1Ф = 4,44 f W1ФТ = 4,44 f W2ВТQ, откуда W1 = Е1Ф / (4,44 f ВТQ) = 10000 / (4,44 ·50 · 1,5 · 0,045) = 667 Здесь Q = 450 см3 = 0,45 см2, U НОМ2 = √ 3 · Е2Ф W2 = W1 · Е2Ф / Е1Ф = 667 · 230 / 10000 = 15,3
5. КПД трансформатора при номинальной нагрузке ηНОМ = (SНОМ · cos φ2 ·100 %) / (SНОМ · cos φ2 + PСТ + РО.НОМ) = = (1000 · 0,9 · 100 %) / (1000 · 0,9 + 2,45 + 12,2) = 98,4 %
6. КПД при фактической нагрузке ηНОМ = (КН · SНОМ · cos φ2 ·100 %) / (КН · SНОМ · cos φ2 + PСТ + КН2 · РО.НОМ) = = (1000 · 0,9 · 0,9 · 100 %) / (1000 · 0,9 · 0,9 + 2,45 + 0,92 · 12,2) = 98,5 %
Пример 5. Однофазный понижающий трансформатор номинальной мощностью SНОМ = 500 ВА служит для питания ламп местного освещения металлорежущих станков. Номинальные напряжения обмоток UНОМ1 = 380 В, UНОМ2 = 24 В. К трансформатору присоединены десять ламп накаливания мощностью - 40 Вт каждая, их коэффициент мощности cos φ2 = 1,0. Магнитный поток в магнитопроводе ФТ = 0,005 Вб. Частота тока в сети f =50 Гц. Потерями в трансформаторе пренебречь.
Определить: 1) номинальные токи в обмотках; 2) коэффициент нагрузки трансформатора; 3) токи в обмотках при действительной нагрузке; 4) числа витков обмоток; 5) КПД трансформатора.
Решение 1. Номинальные токи в обмотках: I НОМ1 = SНОМ / U НОМ1 = 500/380 = 1,32 А; I НОМ2 = SНОМ / U НОМ2 = 500/24 = 20,8 А.
2. Коэффициент нагрузки трансформатора: КН = Р2 / (SНОМ · cos φ2) = 10 · 40 / (500 · 1,0) = 0,8.
3. Токи в обмотках при действительной нагрузке: I 1 = КН · I НОМ1 = 0,8 · 1,32 = 1,06 А I 2 = КН · I НОМ2 = 0,8 · 20,8 = 16,6 А
4. В режиме холостого хода Е1 ≈ U НОМ1; Е2 ≈ U НОМ2. Число витков обмоток находим из формулы: Е = 4,44 · f · W · ФТ, тогда W1 = Е1 / (4,44 · f · ФТ) = 380 / (4,44 ·50 · 0,005) = 340 витков W2 = Е2 / (4,44 · f · ФТ) = 24 / (4,44 ·50 · 0,005) = 22 витка
5. Коэффициент трансформации К = Е1 / Е2 = W1 / W2 = 340 / 22 = 15,5
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.014 сек.) |