ел.маш.лекции.практ.и т.д / МУ_ЕМ_Ч1

~3, 50Гц, 220 В

~3, 50Гц, 220 В

				PV1
				V
QF	FU	ІР	КВ
А			А	X
В			В	Y
С			С	Z

				PV1
				V
QF	FU	ІР	КВ
А			А	X
В			В	Y
С			С	Z
				PV1
				V

ax

by

c

z

ax

by c z

~3, 50Гц, 220 В

QF	FU	ІР	КВ	А	X	a	x
А
В				В	Y	b	y
С				С	Z	c	z

ІР – індукційний регулятор напруги; КВ – комплект вимірювальний.

Рисунок 2.1 – Схема для визначення коефіцієнту трансформації трансформатора при з’єднанні обмоток за схемами Y/Y, Y/Δ і Δ/Y

31

Дослідне визначення групи з’єднання обмоток. Група з’єднання обмоток трансформатора визначається кутом зсуву фаз між однойменними векторами лінійних ЕРС або напруги обмоток ВН та НН. Для визначення групи з’єднання обмоток трансформатора використовують метод вимірювання напруги вольтметром. Сутність метода базується на тому, що величина напруги між первинними і вторинними затискачами трансформатора знаходиться в залежності від коефіцієнта трансформації і групи з’єднання обмоток.

Дослідним шляхом група з’єднання обмоток визначається наступним чином. На затискачі первинної обмотки подається симетрична напруга і визначається лінійний коефіцієнт трансформації по рівнянню (2.4).

Після цього з’єднуються електрично два однойменних затискачі трансформатора, наприклад «А» та «а», після цього необхідно виміряти напруги UвВ, UсВ та UсС. Дослід проводиться при з’єднанні обмоток за схемами Y/Y та Y/Δ (рис. 2.2).

Дані дослідів заносяться до таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Дані вимірювань для визначення схеми з’єднання

	Схема і група	UАВ	UаВ	UвВ	UсВ	UсС
	з’єднання об-
		В	В	В	В	В
	моток
	Y/Y
	Y/Δ

За допомогою спеціальної таблиці 2.4 і за даними вимірів і розрахунків для обраної схеми з’єднання обмоток визначається група з’єднання обмоток.

Так для групи Y/Y-0 виміряна при досліді напруга UвВ і UсС повинні дорівнюватися значенню напруги, що розраховується за формулою

UbB UñÑ U2 ë (Ê ë 1),

де U2л – лінійна напруга на затискачах обмотки НН.

32

При цьому виміряна напруга UсВ за величиною повинна бути більше напруги UвВ (див табл. 2.4)

Група з’єднання обмоток трифазних трансформаторів залежить від:

-схеми з’єднання обмоток ВН і НН;

-позначення виводів обмоток трансформатора;

-напрям намотки трансформатора (за годинниковою стрілкою або проти)

Можлива розмаїтість груп з’єднання обмоток трансформаторів (всього 12) викликала б великі труднощі на практиці, наприклад, при включенні трансформаторів на паралельну роботу. З цієї причини, у відповідності з стандартом, промисловістю випускаються силові трансформатори загального призначення тільки 0 і 11 групи з’єднання обмоток.

				PV1
				V
			КВ
	QF	FU	ІР
220 В	А		А	X	a
	В		В	Y	b
Гц,
	С		С	Z	c
~3, 50
				PV1
				V
			КВ
	QF	FU	ІР		a
В	А		А	X
220	В		В	Y	b
Гц,
	С		С	Z	c
~3, 50

ІР – індукційний регулятор напруги; КВ – комплект вимірювальний.

Рисунок 2.2 – Схема для визначення групи з’єднання обмоток трансформатора

x y z

x y z

33

Оформлення звіту

Звіт по лабораторно-практичній роботі № 2 повинен містити:

1Електричні схеми включення трифазного трансформатора для визначення коефіцієнта трансформації (рис. 2.1) та групи з’єднання обмоток трансформатора (рис. 2.2)

2Заповнені таблиці з даними вимірювань та розрахунковими даними (таблиці

2.1, 2.2, 2.3).

3Середні значення омічних опорів обмоток трансформатора при температурі 20°С та 75°С.

4Значення коефіцієнтів трансформації трансформатора кф та кл.

5Номер групи з’єднання обмоток трансформатора при різних схемах обмоток.

6Технічну характеристику силового трансформатора, а також обладнання і вимірювальних приладів, що використовувалися в дослідах.

7Аналіз отриманих результатів.

Таблиця 2.4 – Дані для визначення схеми з’єднання силового трансформатора за експериментальними даними

Група

Кутове

Можливе

з’днання

UbB=UcC

з’єднання

зміщення

обмоток

Y/Y

0

0°

Δ/Δ

U

í í

k

ë

1

Δ/Z

Y/

1

30°

Δ/Y

Uí í

1

kë2

3kë

Y/Z

Y/Y

2

60°

Δ/Δ

U

1 k

k

2

í í

ë

ë

Δ/Z

UcB

більше

більше

більше

34

Продовження таблиці 2.4

		Y/
3	90°	Δ/Y
		Y/Z
		Y/Y
4	120°	Δ/Δ
		Δ/Z
		Y/
5	150°	Δ/Y
		Y/Z
		Y/Y
6	180°	Δ/Δ
		Δ/Z
		Y/
7	210°	Δ/Y
		Y/Z
		Y/Y
8	240°	Δ/Δ
		Δ/Z
		Y/
9	270°	Δ/Y
		Y/Z
		Y/Y
10	300°	Δ/Δ
		Δ/Z
		Y/
11	330°	Δ/Y
		Y/Z

U			1 k
			2
	í í		ë

U			1 k		k
					2
	í í			ë	ë

U			1	3k		k
						2
	í í				ë	ë

U	í í		k	ë	1

U			1	3k		k
						2
	í í				ë	ë

Uí í 1 kë kë2

U			1 k
			2
	í í		ë

U			1 k		k
					2
	í í			ë	ë

U			1	3k		k
						2
	í í				ë	ë

більше

більше

дорівнює

менше

менше

менше

менше

менше

дорівнює

35

Контрольні питання

1Дайте визначення, який пристрій називають трансформатором?

2Призначення силових трансформаторів.

3Назвіть основні елементи конструкції силового трансформатора.

4Назвіть типи, конструкцію та матеріал виготовлення магнітопроводів силового трансформатора.

5Назвіть типи і матеріал виготовлення обмоток силових трансформаторів.

6Наведіть існуючі електричні схеми з’єднання обмоток силових трансформаторів.

7Наведіть позначеня виводів обмоток ВН і НН трифазних трансформаторів за стандартом.

8Поясніть принцип дії трансформатора.

9Поясніть, що називається коефіцієнтом трансформації трансформатора?

10Наведіть види коефіцієтів трансформації та методику їх визначення.

11Наведіть методику дослідного визначення коефіцієнту трансформації трансформатора при різних схемах з’єднання обмоток ВН та НН.

12Перерахуйте способи, якими можна визначити омічний опір обмоток трансформатора.

13Поясніть, що розуміють під групою з’єднання обмоток трансформатора?

14Від чого залежить група з’єднання обмоток силового трансформатора?

15Поясніть коротко принцип дослідного визначення групи з’єднання обмоток трифазних трансформаторів.

16З якими схемами та групами з’єднання обмоток випускаються трансформатори промисловістю?

36

Лабораторно-практична робота № 3

РОЗРАХУНОК ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ТА ЧИСЛА ВИТКІВ ОБМОТОК СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ЗА ПАСПОРТНИМИ ДАНИМИ

Мета роботи: Засвоєння методики визначення номінальних струмів обмоток трансформатора; активної та реактивної потужності; сили струму холостого хода та напруги короткого замикання; коефіцієнта потужності на холостому ході і при короткому замиканні; сумарних втрат при номінальному навантажені; основного магнітного потоку; числа витків та коефіцієнту трансформації.

Завдання на самопідготовку до роботи

1Підготувати теоретичний матеріал, що стосується призначення, принципу дії та режимів роботи силового трифазного трансформатора (ТР).

2Вивчити методику розрахунку за паспортними даними силового ТР: номінальних струмів первинної і вторинної обмоток, номінального ККД; активну і реактивну потужність, споживані ТР при заданому коефіцієнті потужності ТР; сумарних втрат в ТР.

3Пропрацювати теоретичний матеріал, що стосується режиму холостого ходу (х.х) ТР. Вивчити рівняння напруги і векторну діаграму ТР на х.х. Розібратися на що витрачається активна і реактивна потужності, споживані ТР з мережі на х.х.

4Пропрацювати теоретичний матеріал, що стосується напруги короткого замикання (к. з.) силового ТР, форми представлення напруги к.з., визначення складових напруги к.з. за паспортними даними силового ТР.

5Ознайомитися з методичними вказівками до даної роботи і відповісти на контрольні питання.

6Підготувати матеріали для оформлення звіту по лабораторнопрактичній роботі №3.

37

Програма роботи

1 Детально розібратися з найменуванням та фізичним сенсом паспортних даних силових трансформаторів [6. с. 10 – 12; 11. с. 101].

2 За паспортними даними силових трансформаторів визначити розрахунковим шляхом:

2.1Номінальні струми в обмотках ВН та НН трансформатора.

2.2Значення активної та реактивної потужності, що споживається трансформатором з мережі при номінальному навантажені и коефіцієнту потужності cos φн=0,8 [1. с. 301 – 302].

2.3Силу струму холостого ходу трансформатора в амперах та напруги короткого замикання трансформатора в вольтах [1. с. 296].

2.4Значення коефіцієнта потужності трансформатора в режимі холостого ходу та короткого замикання (cos φ0 та cos φк) [1. с. 293, 296].

2.5Значення активної та реактивної складової напруги короткого замикання трансформатора у відсотках та вольтах [1. с. 296; 6. с. 45 – 47].

2.6Сумарні втрати в трансформаторі при номінальному навантажені [1. с. 309; 6. с. 52].

3 За вихідними даними визначити:

3.1Величину основного магнітного потоку [10. с. 28].

3.2Число витків обмоток ВН та НН трансформатора прийнявши, що

E	U
1íô	1íô

та

E	U	2í ô
2í ô

[1. с. 298].

3.3 Коефіцієнт трансформації трансформатора [1. с. 243, 279].

Основні теоретичні положення і вказівки по виконанню

В Додатку Б (таблиця Б.1) наведено варіанти до виконання лабора- торно-практичної роботи № 3, а в таблиці 3.1 наведені рекомендовані значення магнітної індукції Вс в стрижнях силових трансформаторів.

38

Таблиця 3.1 – Рекомендовані значення магнітної індукції Вс в стрижнях силових трансформаторів

	Марка сталі	Потужність трансформатора Sн, кВА
		25 – 100	160 – 630
	3413, 3414	1,5 – 1,6 Тл	1,6 – 1,7 Тл

До паспортних даних силового трансформатора відносяться:

-номінальна потужність трансформатора Sн, кВА;

-номінальна лінійна напруга обмоток ВН та НН трансформатора

U1н та U2н, кВ;

-номінальний струм обмоток ВН та НН трансформатора І1н та І2н, А;

-номінальна частота мережі живлення f1н = 50 Гц;

-напруга короткого замикання uк%;

-струм холостого ходу і0%;

-схема та група з’єднання.

Номінальні струми в обмотках ВН та НН трансформатора

I			S		í				;
1í			3	U
							1í
I			S			í			.
	2í		3	U
								2í

(3.1)

(3.2)

Значення активної та реактивної потужності, що споживаєть-

ся трансформатором з мережі при номінальному навантажені и коефіцієнту потужності

cos φн = 0,8

P		S		í	cos		;
1í						í
Q	S		í	sin		.
1í					í

(3.3)

(3.4)

39

Силу струму холостого ходу трансформатора в амперах

²			³	²		.
			0%		1í
	0		100

Напруга короткого замикання трансформатора в вольтах

U			u	êí %	U	1í	.
	êë			100

(3.5)

(3.6)

Значення коефіцієнта потужності трансформатора в режимі холостого ходу та короткого замикання

cos			P
			0			;
	0		3 U		I
				1í		0
cos			P
			êí			.
	ê		3 U		I
				êë
					1í

(3.7)

(3.8)

Значення активної та реактивної складової напруги короткого замикання трансформатора у відсотках та вольтах

u	u	cos	;
ka%	k %	k

ukð% uk % sin k .

(3.9)

(3.10)

Переведення з відносних одиниць в іменовані здійснюється також за формулою (3.6)

U U

kà

kð

	u	kà%	U		1í	.
		100
	u	kð%	U	1í		.
		100

(3.11)

(3.12)

Сумарні втрати в трансформаторі при номінальному навантажені

p P0 Pêí .

Величина основного магнітного потоку

Ô	m	Â	Ï	C	,
		C

де Вс – магнітна індукція в стрижнях силових трансформаторів, Тл. Пс – площа перерізу стрижня магнітопроводу, м2.

Ï C 4d 2 0,92.

(3.13)

(3.14)

(3.15)

40