Обчислення параметрів трансформатора електричних установок
Вступ
Трансформатор - статичний електромагнітний пристрій з двома або більшою кількістю індуктивне зв'язаних обмоток. який перетворює за допомогою електромагнітної індукції одну або декілька систем змінного струму в одну або декілька других систем змінного струму.
Трансформатори бувають загального І спеціального призначення, одно- і багатофазні, стрижневі і броньові, двох-і багатообмоткові, сухі масляні, з природним і примусовим охолодженням.
В енергетичних системах трансформатори призначені для передачі на великі відстані енергії, що виробляється на електростанціях до споживача, шляхом підвищення напруги, що значно зменшує витрату кольорових металів, а потім зниження напруги до експлуатаційних значень (0.66; 0.4. 0,23 кВ).
Трансформатори електричних установок виготовляють номінальною потужністю від кількох одиниць до кількох тисяч кВА, а трансформатори, що використовуються в малопотужних колах автоматики, телемеханіки, електроніки, зв'язку і радіотехніки- від десятих ВА, до кількох десятків ВА. У відповідності з цим номінальні напруги трансформаторів змінюються від десятих В до кількох тисяч кВ.
Вихідні дані
1. Номінальна потужність SH = 40 кВА
2. Номінальні лінійні напруги обмоток
ВН U1H = 6 кВ
НН U3H = 0,4 кВ
3. Номінальна частота f = 50 Гц
4. Напруга короткого замикання Uk = 4.4 %
5. Діаметр стрижня d = 10 см
6. Відстань між стрижнями С = 25 см
7. Довжина стрижня lc = 36 см
8. Площа поперечного перерізу ярма Пя = 79 см2
9. Схема і група з’єднання Y/Y - O
10. Марка сталі 3404
11. Товщина листів сталі і ярем мм
12. Потужність короткого замикання Рк = 860 Вт
13. Потужність холостого ходу Р0 = 250 Вт
14. Струм холостого ходу I0 = 4.2%
Відповідно до таблиці 1. приймаємо число ступенів в перерізі стрижня рівним 6.
Таблиця 1.
Потужність трансформатора Sн, кВА 40…100 160…630 Орієнтований діаметр стрижня 10…14 16…18 20 22 Число ступенів 6 6 7 8 Коефіцієнт круга Кк 0,91…0,913 0,913 0,918 0,928
Визначаємо площу активного поперечного перерізу сталі одного стрижня трансформатора
м2
По таблиці 2 приймаємо індукцію в стрижні трансформатора Вс=1,6 Тл
Таблиця 2.
Потужність трансформатора Sн, кВА До 16 25…100 160 і вище Марки сталі 3404, 3405, 3406, 3407, 3408 1,5…1,55 1,5…1,6 1,55…1,65
Визначаємо число витков обмоток ВН і НН трансформатора
витка
витків
Перевірка відповідності кількості витків заданому коефіцієнту трансформації
Розрахункове значення коефіцієнта трансформації визначаємо за:
Відносна різниця Кр і Кз складає
,
що менше допустимого значення 0,5%
Для визначення втрат в сталі знайдемо масу стрижнів і ярем.
кг.
кг
Визначаємо індукцію в ярмі.
Тл.
За таблицею 3 при Вс =1.608 Тл і Вя =1.343 Тл знаходимо питомі втрати в сталі 3404 товщиною мм
В, Тл Р, Вт/кг q, ВАр/кг
q3, ВАр/м2
1.617 1.353 1.958 25100 1.5 1.1 1.33 16600
Визначаємо втрати потужності в сталі трансформатора
Вт,
що менше контрольної цифри 450 Вт.
Розрахунок намагнічуючої потужності трансформатора при холостому ході проводимо за
Визначаємо активну складову струму холостого ходу
Визначимо реактивну складову струму холостого ходу.
Визначимо силу струму холостого ходу однієї фази.
А
Визначимо номінальний струм трансформатора
А
Визначимо розрахункове значення сили струму холостого ходу однієї фази в %
,
що менше контрольної величини 3.8%. ............
