ел.маш.лекции.практ.и т.д / МУ_ЕМ_Ч1

Число витків обмоток ВН та НН трансформатора визначаємо

прийнявши, що

звідки

E	U
1нф	1нф

та

E	U		2нф	.
2нф
E	4,44 f					Ô		m	w .
1ô					1				1
			E
W			1ô					.
1		4, 44		f	Ô
							ò
				1

(3.16)

(3.17)

		E
W		2ô			.
2		4, 44	f	Ô
					ò
			1

Коефіцієнт трансформації трансформатора

	k	W	.
		1
		W
		2

(3.18)

(3.19)

Оформлення звіту

Звіт по лабораторно-практичній роботі №3 повинен містити:

1 Визначені по паспортним даним силових трансформаторів розрахунковим шляхом:

-номінальні струми в обмотках ВН та НН трансформатора;

-значення активної та реактивної потужності, що споживається трансформатором з мережі при номінальному навантажені и коефіцієнту потужності cos φн = 0,8;

-силу струму холостого ходу трансформатора в амперах та напруги короткого замикання трансформатора в вольтах;

-значення коефіцієнта потужності трансформатора в режимі холостого ходу та короткого замикання (cos φ0 та cos φк);

-значення активної та реактивної складової напруги короткого замикання трансформатора у відсотках та вольтах;

-сумарні втрати в трансформаторі при номінальному навантажені.

2Визначені по вихідним даним:

-величина основного магнітного потоку;

-число витків обмоток ВН та НН трансформатора;

41

- коефіцієнт трансформації трансформатора. 3 Аналіз отриманих результатів.

Контрольні питання

1Дати визначення, що називається трансформатором. Назвати види трансформаторів і пояснити їх призначення.

2Дати визначення, що називається номінальним режимом роботи силового трансформатора. Які величини характеризують цей режим і одиниці їх вимірювання.

3Привести формули для розрахунку номінальних струмів первинної і вторинної обмоток трансформатора.

4Привести рівняння для розрахунку за паспортними даними силового трансформатора: номінальних струмів первинної і вторинної обмоток, номінального ККД; активної і реактивної потужності, споживані трансформатором при заданому коефіцієнті потужності; сумарних втрат в трансформаторі.

5Пояснити, що означає режим холостого ходу (х.х.) силового трансформатора? Привести рівняння напруги і векторну діаграму трансформатора на х.х.

6Пояснити, на що витрачається активна і реактивна потужності, споживані трансформатором з мережі на х.х.

7Дати визначення напруги к.з. силового трансформатора. Як напруга к.з. виражається в % і орієнтовна її величина у силових ТР.

8Привести рівняння для визначення напруги к.з. і його активної і реактивної складових через параметри к.з. трансформатора.

42

Лабораторно-практична робота № 4

РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ СХЕМИ ЗАМІЩЕННЯ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ ЗА ПАСПОРТНИМИ ДАНИМИ АБО ДАНИМИ ДОСЛІДУ ХОЛОСТОГО ХОДУ ТА КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ

Мета роботи: Засвоєння існуючих електричних схем заміщення та фізичного сенсу параметрів схеми заміщення трансформатора; методики визначення параметрів точної схеми заміщення.

Завдання на самопідготовку до роботи

1Підготувати по рекомендованій літературі [1 - 12] матеріали, які стосуються правил та формул приведення силового трансформатора і схем заміщення.

2Вивчити методику визначення і розрахунку параметрів схеми заміщення за даними дослідів холостого ходу і короткого замикання.

3Ознайомитися з методичними вказівками до даного заняття і відповісти на контрольні питання.

4Підготувати матеріали для оформлення звіту по лабораторнопрактичній роботі №4.

Програма роботи

1 Розібратися з різновидами електричних схем заміщення та фізичним сенсом параметрів схеми заміщення трансформатора [1. с. 270 – 292; 6. с.

42 – 47; 10. с. 40 – 47].

2 По вихідним паспортним даним силових трансформаторів визначити розрахунковим шляхом:

2.1 Параметри холостого ходу трансформатора (Z0, R0, X0) [1. с. 293; 10. с. 43].

43

2.2Параметри короткого замикання трансформатора (Zк, Rк, Xк) [1. с.

295].

2.3Параметри точної схеми заміщення трансформатора (R1, X1, Rm, Xm,

	,	X
R2			2 ) [1. с. 279, 280, 6. с. 44, 46; 10. с. 45].

2.4 Повні опори приведеного трансформатора (Z1, Zm,

	Z	/
		2

) [1. с. 294].

2.5 Дійсні (не приведені) параметри вторинної обмотки трансформатора [1. с. 279, 280; 6. с. 43].

3 Привести формули приведення величин та параметрів вторинної обмотки до числа витків первинної обмотки трансформатора [1. с. 279, 280; 6. с. 43].

4При проведенні аналізу представити:

4.1Точну схему заміщення трансформатора [1. с. 286, 6. с. 42; 10. с. 41].

4.2Схему заміщення трансформатора в режимі холостого ходу [6. с. 45; 10. с. 43].

4.3Схему заміщення трансформатора в режимі короткого замикання [6. с. 46; 10. с. 43].

Основні теоретичні положення і вказівки по виконанню

В Додатку Б (таблиця Б.1) наведено варіанти до виконання лабора- торно-практичної роботи № 4.

Розрахунок характеристик трансформатора в різних режимах зручно виконувати за допомогою електричної схеми заміщення, в якої електромагнітні зв’язки між первинною та вторинною обмотками замінюються на чисто електричні. Дійсно, якщо вторинну обмотку трансформатора привести до первинної, що в математичному відношенні відповідає переходу від вихідних реальних змінних U2, I2 до нових (приведених) змінних U2/ , I2/ , то всі електричні величини та параметри обмоток трансформатора будуть приведені до одної (первинної) напруги та трансформатор з його двома електричне не з’єднаними, але магнітне пов’язаними обмотками може бути представлений у вигляді одного електричного кола (схема заміщення).

44

Існують наступні види схем заміщення: точна, спрощена, для ре-

жиму холостого ходу та короткого замикання.
На схемі заміщення (рис. 4.1) представлено:
R1,	Х1 – активний та індуктивний опір фази первинної обмотки
трансформатора, Ом.
/	/
R2 ,	X 2 – приведені значення активного та індуктивного опору фа-
зи вторинної обмотки трансформатора, Ом.
Rm ,	Х m – активний та індуктивний опір конура намагнічування,
Ом. Rm – опір конура намагнічування, що враховує магнітні втрати;		Õm –
індуктивний опір взаємоіндукції.
І0 – контур зі струмом намагнічування, А.
І1 – контур з первинним струмом заміщення, А.
/
I2 – контур з вторинним струмом заміщення, А.

Параметри холостого ходу трансформатора

			U					P							2		2
Z			1í ô		,	R		0		,	X			Z		R		.
	0								2			0			0
			I			0	3	I								0
				0					0

Номінальний струм первинної обмотки трансформатора

	I1í			Sí		;
					U1í
			3

Силу струму холостого ходу трансформатора в амперах

(4.1)

(4.2)

²			³	0%	²	1í	.
	0			100

Параметри короткого замикання трансформатора

Z

U

êô

,

R

P

,

X

Z

2

R

2

.

ê

ê

I

ê

3

I

2

k

k

k

1í

1í

(4.3)

(4.4)

45

Напруга короткого замикання трансформатора в вольтах

U			u	ê %	U	1í	.
	êë			100

(4.5)

Параметри точної схеми заміщення трансформатора

R R			R	,	X		X		X		.
			k							k
1	2		2			1	2		2
Rm R0 R1,					Xm X0 X1.

Повні опори приведеного трансформатора

(4.6)

(4.7)

Z	R	2	X	2	,	Z	Z	R	2	X		2	,	Z			R	2	X	2	.
1	1			1		2	1	2		2					m		m			m

(4.8)

Дійсні (не приведені) параметри вторинної обмотки трансформатора

R	k	2	R			,		X	k		2	X				,		Z		k		2	Z .
2				2				2							2				2				2
	R			R			,	X			X			,			Z			Z		.
						2							2								2
	2			k	2				2		k		2					2		k	2

(4.9)

(4.10)

Коефіцієнт трансформації

k	U	1í ô	.
	U	2í ô

(4.11)

Привести формули приведення величин та параметрів вторин-

ної обмотки до числу витків первинної обмотки трансформатора

I
1

I
	2
I	2

I	,
2

	I2	,
	k
	I
	2

U U
1	2

			k			U2 .
		U2
						U
	k,	U				2	.
				2		k

(4.12)

(4.13)

(4.14)

46

Рисунок 4.1. - Точна схема заміщення трансформатора

Рисунок 4.2. - Схема заміщення трансформатора в режимі холостого ходу

Рисунок 4.3. - Схема заміщення трансформатора в режимі короткого замикання

47

Оформлення звіту

Звіт по лабораторно-практичній роботі №4 повинен містити:

1 Визначені розрахунковим шляхом по вихідним паспортним даним силових трансформаторів:

-параметри холостого ходу трансформатора (Z0, R0, X0);

-параметри короткого замикання трансформатора (Zк, Rк, Xк);

- параметри точної схеми заміщення трансформатора (R1, X1, Rm, Xm,

/	,	/
R2		X 2 );
		/
- повні опори приведеного трансформатора (Z1, Zm, Z2 );

- дійсні (не приведені) параметри вторинної обмотки трансформатора; 3 Повинні бути наведені формули приведення величин та параметрів вто-

ринної обмотки до числа витків первинної обмотки трансформатора. 4 Привести з позначенням розрахункових даних:

-точну схему заміщення трансформатора;

-схему заміщення трансформатора в режимі холостого ходу;

-схему заміщення трансформатора в режимі короткого замикання. 5 Аналіз отриманих результатів.

Контрольні питання

1З якою метою параметри і величини вторинної обмотки ТР приводяться до кількості витків первинної обмотки.

2Записати формули приведення параметрів і величин вторинної обмотки до кількості витків первинної обмотки і назвати умови приведення параметрів і величин.

3Привести основні рівняння приведеного силового ТР в комплексній формі і пояснити величини, що входять в рівняння.

4Привести точну електричну схему заміщення силового ТР з урахуванням магнітних втрат.

5Пояснити призначення схеми і фізичний сенс параметрів схеми заміщення.

48

6Привести наближену або спрощену схему заміщення і векторну діаграму силового ТР і назвати всі величини, приведені на схемі. При якому припущенні справедлива така схема заміщення ТР і її призначення.

7Привести і пояснити методику розрахунку параметрів схеми заміщення силового ТР за даними досліду х.х. і к.з. або за паспортними даними.

49

Лабораторно-практична робота № 5

ДОСЛІД ХОЛОСТОГО ХОДА І КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Мета роботи: Засвоєння методики і закріплення практичних навиків проведення випробувань трансформатора в режимі холостого хода (х.х.) і короткого замикання (к.з.). Отримання характеристик, параметрів та енергетичних показників, що визначають властивості трансформатора в режимі х.х і к.з.

Завдання на самопідготовку до роботи

1Підготувати по рекомендованій літературі [1. с. 292 – 297, 5. с. 92 - 95] матеріали, що стосуються властивостей трифазних стрижневих трансформаторів в режимі х.х. і в режимі к.з. при зниженій напрузі джерела живлення.

2Вивчити типову методику проведення досліду х.х. і к.з. двохобмоточних трансформаторів і обробки дослідних даних.

3Ознайомитися з методичними вказівками до даної роботи та відповісти на контрольні питання.

4Підготувати матеріали для оформлення звіту по лабораторнопрактичній роботі №5 для запису спостережень, обробки і аналізу дослідних даних.

Програма роботи

1Ознайомитися з робочим місцем, обладнанням і вимірювальними приладами для випробування трансформатора в режимі х.х і к.з. Записати паспортні дані трансформатора. Визначити номінальний струм трансформатора.

2Зібрати електричну схему випробування трансформатора в режимі х.х. (рис. 5.1) і провести дослід х.х. трансформатора у відповідності з типо-

50