Индивидуальное задание по "Электрическим машинам"

 

 

 

 

                                                                                Розв`язання

1) Представили конструктивну схему будови силового трансформатора з наведенням на схемі позиційних позначень елементів конструкції.

                                                 

 

 

 

1-вихлопна труба; 2-газове  реле, 3-введення НН; 4-введення ВН; 5-обмотки вищої і нижчої напруг; 6-радіатори системи охолодження; 7-магнітопровід; 8-кран для зливу  масла; 9-візок з котками , 10-бак, 11-пристрій регулювання під навантаження (РПН); 12-термосифонних фільтр; 13-повітряноосушую; 14-покажчик рівня масла; 15-розширювач, 16-сполучна трубка

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Номінальні струми первинної і вторинної обмоток трансформатора.

 

                                                             I_1Н  = 

S _Н

^{3 ×U}_1Н 

 

; I _{2 Н}   = 

S _Н

^{3 ×U} _{2 Н} 

 

, 

 

де S_Н – номінальна потужність трансформатора, кВА;

 

U_1Н, U_2Н – номінальна напруга обмоток ВН і НН відповідно, кВ.

 

                                                      

4) Площу активного перетину стрижня.

 

_{p × d} 2

                                                            ^П_С ⁼

 

    _{де d – діаметр кола стрижня, м;} 

_{× К КР ,}

⁴

 

К_КР – коефіцієнт заповнення кола, яке визначає діаметр стрижня і враховує кі- лькість ступіней стрижня і наявність ізоляції між листами електротехні- чної сталі. Приймається К_КР = 0,91…0,93.

 

 

 

 

5) Число витків обмоток ВН і НН та коефіцієнта трансформації трансформатора.

 

E_1Ф = U_1Ф ; E_2Ф = U _2Ф ,

11560,7 В; 2196,5 В

 

 

 

 

 

        де Е_1Ф, Е_2Ф – діючі значення фазних ЕРС обмоток ВН і НН, В;

 

U_1Ф, U_2Ф – діючі значення фазної напруги обмоток ВН і НН, В.

 

 

 

 

^U1ФН 

₌ ^U1Н _{; U}

 

3 

 

 

2ФН 

₌ ^{U 2 Н} _;

3 

 

 

, 

Е_1Ф = 4,44 × f₁ ×W₁ ×Ф_m ; Е_2Ф = 4,44 × f₁ ×W₂ ×Ф_m

 

де f₁ – частота струму мережі. Приймається f₁=50 Гц;

 

Ф_m  – амплітудне значення магнітного потоку в стрижні магнітопровода тран- сформатора, Вб.

 

 

 

 

0,021*4392=218,4 В

 

 

 

W₁ = 

^U1ФН

^{4,44 × f}₁ ^×Ф_m 

 

; W₂ 

₌  ^{U 2ФН}  _.

^{4,44 × f}₁ ^×Ф_m 

 

 

;

При схемі зигзаг вторинної обмотки трансформатора кількість витків необхідно збільшити в 1,155 разів, тобто прийняти

W₂^¢ = 1,155 ×W₂ . 

 

 

Амплітудне значення магнітного потоку в стрижні трансформатора, Вб

 

Ф_m = П_С × В_С ,

 Вб 

де В_С – амплітудне значення магнітної індукції в стрижні трансформатора, Тл.

 

_{K =} ^W1 _{; при схемі – зигзаг -}

^W₂ 

_{K =} ^W1 _. 

^W₂^¢

 

                                                                     =45,57

6) Визначити активну потужність холостого ходу трансформатора.

 

^P₀ ^{= K} _Д ^{× ( р}_С ^{× G}_С ^{+ р}_Я ^{× G}_Я ^{) ,} 

 

де К_Д = 1,2 – коефіцієнт додаткових втрат;

 

р_С, р_Я – питомі втрати потужності в 1 кг сталі стрижня і ярма, Вт/кг;

G_С, G_Я – маса трьох стрижнів і двох ярем магнітопровода, кг.

 

                                        G_C = 3× П_С × l_C × g ; G_Я  = 2 × П_Я × l_Я × g ,

 

 

 

0,0133*0,89*7650=181,1 кг

 

де П_Я – площа активного перетину ярма, м²;

 

γ=7650 кг/м³ – щільність електротехнічної сталі;

l_С – довжина стрижня, м;

l_Я – повна довжина ярма, м.

 

 Повна довжина ярма дорівнює

 

                                          l_Я   = 2 × С + d ,

 

де С – відстань між вісями стрижнів, м.

 

Магнітна індукція в ярмі магнітопровода трансформатора визначається за спів- відношенням

 

           ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де Р_0зад – значення потужності холостого ходу за завданням (див. Додаток А), Вт;

 

Р_0роз – значення потужності холостого ходу за розрахунками по (9), Вт.

 

 

7) Визначаємо реактивну потужність холостого ходу трансформатора.

 

^Q₀ ^{= К} _Д ^{× (q}_C ^{× G}_C ^{+ q}_Я ^{× G}_Я ^{+ 6 × q}_З ^{× П}_С ^{) ,} 

 

5.64*+9,76*181,1+6*26600*0,014)=6422,31  вар

де q_С, q_Я, q_З – відповідно, питомі потужності намагнічування для електротехніч- ної сталі стрижнів, ярма (вар/кг) та зазору (ВА/м²)між стрижнем та ярмом. 

 

8) Визначаємо cтрум холостого хода і коефіцієнт потужності на холостому ході трансформатора.

 

 

 

 

 

 

де U_1НФ – номінальне фазне значення напруги обмотки ВН трансформатора, В.

 

 

 

 

 

 

 

 

_{2  2  .}

^I₀ ⁼ 

^I_0a ^{+ I}_{0 p} 

 

 

 

_{Коефіцієнт потужності холостого ходу трансформатора}

 

 

cos j₀ = 

^P0  _.

^{3 ×U}_1н ^{× I} ₀ 

 

 

 

Струм холостого ходу трансформатора у відсотках від номінального значення

 

     _{струму трансформатора}

 

 

^I 0 % 

₌ ^{I 0}

^I_1н 

 

×100 %.

 

 

Розрахункове значення струму є другою контрольною величиною, тому також ^{визначається відсоток розбіжності розрахункової та заданої величини струму     І}_0%^.

 

 

DI _{0 %} 

 

_[

_{I 0% зад - I 0% роз}

_{=  ×100 % £ I}

^I _{0% зад} 

 

 

 

_]

^{0 %} доп 

 

 

= ±15 % , 

 

         де І_0%зад – значення струму холостого ходу за завданням (див. Додаток А), Вт;

 

І_0%роз – значення струму холостого ходу за розрахунками по (17), Вт.

 

_{Параметри холостого ходу трансформатора}

 

0

_{Z =} ^U1НФ _,

^I ₀ 

 

R₀ = 

^P0    _,

0

^{3 × I 2} 

 

X ₀ = 

 

0

Z ² - 

 

0

R ² .

 

 

 

 

 

_{Параметри короткого замикання трансформатора}

 

 

 

_U

k

_{Z =} ^кф _,

^І_1н 

_{R =}  ^P_{k  ,}

^{3 × I}_1н  

k

k  k

_{Х =  Z} ² _{- R}² _. 

 

 

 

 

 

 

k

_{Напруга короткого замикання трансформатора в вольтах}

 

 

^U кф 

₌ ^{uk % ×U1н} _.

3 ×100 

 

 

 

9)Параметри схеми заміщення силового трансформатора (R₁, X₁, R₂', X₂', R_m, X_m), а також дійсні значення схеми заміщення R₂, X₂ і повні опори Z₁, Z₂', Z_m.

_{Параметри схеми заміщення трансформатора}

 

_{R = R} ^¢ ₌ ^R_{k ,} 

_{X = X} ^¢ ₌ ^X _{k .} 

 

^1 2 ₂ 

^{1  2}  ₂

 

^R_m ^{= R}₀ ^{- R}₁ ^,

 

 

^X _m ^{= X} ₀ ^{- X}₁^.

Ом

 

 

_{=7300-24,2=7275,8 Ом;}

_{Повні опори приведеного трансформатора}

 

 

_{2 2 , /}

 
_{( / )2} 

_{( / )2 ,}

 

_{2  2 .}

^Z₁ ⁼ 

^R₁  ^{+ X}₁ 

^Z ₂ ^{= Z}₁ ⁼ 

^R₂  ^{+ X} ₂ 

^Z _m ⁼