- •1. Цель и предмет курсовой работы
- •2. Задачи курсовой работы
- •3. Исходные данные для выполнения курсовой работы
- •4. Силовой энергетический трансформатор и основные инженерные задачи, решаемые с помощью его теории
- •5. Условия и практические методы анализа работы трансформатора на потребительской подстанции
- •6. Величины, характеризующие силовой энергетический трансформатор
- •7. Соотношение между коэффициентом загрузки по мощности и коэффициентом загрузки по току
- •8. Три вида мощности и два вида энергии.
- •9. Зависимость магнитной индукции в сердечнике от тока первичной обмотки
- •10. Сквозное уравнение напряжений нагруженного трансформатора
- •11. Упрощенная схема замещения трансформатора с подключенным сопротивлением нагрузки
- •12. Вычисление величин по графику нагрузки
- •12.1. Определение сопротивления нагрузки по коэффициенту загрузки и коэффициенту мощности нагрузки
- •12.2. Сопротивления (параметры) схемы замещения
- •13. Сопротивления трансформатора в режимах холостого хода и короткого замыкания
- •14. Установившиеся и ударные токи короткого замыкания
- •15. Состав курсовой работы
- •1. Величины, характеризующие трансформатор.
- •1.1. Таблица данных силового энергетического трансформатора.
- •1.2. Схема и группа соединения обмоток трансформатора
- •1.3. Расчет номинальных линейных и фазных токов и напряжений
- •1.4. Данные режима холостого хода (Po, Io, Ioa, Iop, Zo, ro, xo, φo, cosφo)
- •1.5. Данные режима короткого замыкания (Pк, Iк, Zк, rк, xк, φк, cosφк)
- •2. Величины, характеризующие режимы работы трансформатора.
- •2.1. Суточные графики коэффициента загрузки трансформатора βs и коэффициента мощности нагрузки cosφнг.
- •2.2. Расчет суточных графиков изменения:
- •В комплексных числах.
- •Приложение 2 Графики нагрузки
2. Задачи курсовой работы
Задача № 1
Силовой энергетический трансформатор
Выполнить расчет основных величин, характеризующих силовой энергетический трансформатор.
Задача № 2
Режим нагрузки силового энергетического трансформатора.
Для заданных суточных графиков коэффициента нагрузки и коэффициента мощности выполнить расчет величин при U1=U1н в соответствии с требованиями к умению студента.
Задача № 3
Потери мощности, связанные с созданием основного магнитного потока трансформатора
Используя данные холостого хода P0 и I0%, вычислить: реактивную мощность Q0, связанную с созданием основного магнитного потока, «реактивную энергию» Э0 и активную энергию Эа, потребленные трансформатором за сутки и за год.
Задача № 4
Расчет короткого замыкания
Вычислить установившиеся токи короткого замыкания и ударный ток.
3. Исходные данные для выполнения курсовой работы
Вариант задания на курсовую работу включает в себя:
Типоразмер трансформатора и все его справочные данные
Суточные графики нагрузки в виде зависимостей
и , (1)
Примеры суточных графиков приведены в виде рисунков и расшифрованы в виде таблиц.
Рисунок 1. Суточный график коэффициента загрузки трансформатора по мощности.
t, час |
0-8 |
8-13 |
13-15 |
15-17 |
17-19 |
19-23 |
23-24 |
βs |
0,25 |
1,0 |
0,85 |
0,75 |
0,6 |
0,9 |
0,25 |
Рисунок 2. Суточный график коэффициента мощности нагрузки.
t, час |
0-8 |
8-13 |
13-15 |
15-17 |
17-19 |
19-23 |
23-24 |
cos φн |
1 |
0,9 |
0,95 |
0,8 |
0,85 |
0,95 |
1 |
4. Силовой энергетический трансформатор и основные инженерные задачи, решаемые с помощью его теории
Силовой энергетический трансформатор – промежуточный элемент между источником энергии и её потребителями.
При передаче мощности и энергии из первичной обмотки во вторичную с помощью основного потока, замыкающегося по сердечнику, в трансформаторе теряется часть мощности, часть энергии, часть напряжения. Все эти потери связаны с величинами токов I1, I2 в обмотках трансформатора и величиной магнитной индукции B в его сердечнике.
При изменении нагрузки трансформатора токи I1, I2 в его обмотках изменяются, а магнитная индукция B в сердечнике остается почти неизменной. Соответственно потери мощности в обмотках являются переменными, а потери мощности в сердечнике, обусловленные явлением гистерезиса и вихревыми токами в листах стали, являются почти постоянными.
Всё, что происходит в трансформаторе количественно определяется двумя видами величин: величинами, характеризующими сам трансформатор (внутренними величинами трансформатора) и двумя внешними по отношению к трансформатору величинами: напряжением U1, приложенным к первичной обмотке, и сопротивлением нагрузки Zнг, подключенной к вторичной обмотке.
Величины, характеризующие сам трансформатор в номинальном режиме:
Sн – номинальная мощность трансформатора,
U1н – первичное номинальное напряжение,
U2н – вторичное номинальное напряжение,
Схема соединения обмоток,
cos φн – номинальный коэффициент мощности,
ηн – номинальный КПД
Величины, характеризующие трансформатор в режимах холостого хода и короткого замыкания:
P0 – мощность холостого хода,
I0% - ток холостого хода в процентах,
Pк – мощность короткого замыкания,
Uк% - напряжение короткого замыкания в процентах.
Эти величины приводятся на его паспорте и в справочной литературе.
Конкретные значения внешних величин U1 и Zнг, по понятным причинам, заранее назвать нельзя. Величина U1 определяется работой сети, к которой подключена первичная обмотка. При правильно организованной эксплуатации сети напряжение U1 изменяется в не широких пределах, примерно ±5% от номинального значения. Что касается величины Zнг, то она в принципе может изменятся от бесконечности (режим холостого хода) до нуля (режим короткого замыкания).
Студент должен, имея паспортные и справочные данные трансформатора, уметь при любых значениях внешних по отношению к трансформатору величин U1 и Zнг определять:
токи I1, I2,
напряжение на зажимах вторичной обмотки U2,
потери мощности в трансформаторе ∆Pтр,
потери энергии в трансформаторе ∆Этр за любой отрезок времени работы трансформатора,
энергию, потребленную первичной обмоткой Э1,
энергию, отпущенную с зажимов вторичной обмотки Э2,
установившиеся токи I1к и I2к при коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки,
ударный ток при коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки.
Ядро теории трансформатора составляют его основные уравнения и Т-образная схема замещения. С их помощью в принципе могут быть решены все названные задачи.
Переход от исходной схемы участка сети с трансформатором к Т-образной схеме замещения трансформатора с подключенным сопротивлением нагрузки.