ел.маш.лекции.практ.и т.д / МУ_ЕМ_Ч1

8Аналіз отриманих результатів з поясненням виду характеристик х.х. трансформатора з зазначенням величин Р0н та і0% і виду характеристик к.з. трансформатора з указаним значень Ркн та uк%.

Контрольні питання

1Пояснити, що значить режим холостого хода силового трансформатора?

2Пояснити, що значить режим короткого замикання силового трансформатора?

3Проаналізувати, чим відрізняється дослід к.з. від режиму раптового к.з. трансформатора.

4Навести мету проведення досліду холостого хода і короткого замикання трансформатора.

5Пояснити коротко методику проведення досліду х.х. і к.з. трансформатора.

6Навести графічні залежності, що називаються характеристиками х.х. і к.з силового трансформатора.

7Привести та пояснити приблизний вид характеристик х.х. і к.з. трансформатора.

8Привести і пояснити схеми заміщення трансформатора в досліді х.х. і к.з. Пояснити, які опори називають параметрами х.х. і к.з. трансформатора? Їх фізичний сенс.

9Навести методику визначення параметрів х.х. трансформатора за даними досліду х.х.

10Пояснити, яка потужність за стандартом приймається за потужність магнітних втрат трансформатора? Пояснити, з якої причини магнітні втрати відносять до сталих (незмінних) втрат трансформатора?

11Дати визначення коефіцієнту потужності х.х. силового трансформатора. Приблизне його значення при номінальній напрузі?

12Пояснити, на що витрачається активна (Р0) та реактивна (Q0) потужності, що споживаються трансформатором в режимі х.х.?

13Навести методику визначення струму холостого ходу трансформатора

та його приблизну величину в відсотках.

61

14Пояснити причини обов’язкового проведення в досліді х.х. трансформатора експерименту при номінальному значенні напруги.

15Дати визначення, що називається коефіцієнтом трансформації трансформатора і як його значення визначається дослідним шляхом?

16Навести методику визначення параметрів к.з. трансформатора за даними досліду к.з..

17Пояснити, яка потужність за стандартом приймається за потужність електричних втрат трансформатора? З якої причини електричні втрати відносять до змінних втрат трансформатора?

18Дати визначення, що називається коефіцієнтом потужності к.з. силового трансформатора? Приблизне його значення?

19Пояснити на що витрачається активна (Рк) та реактивна (Qк) потужності, що споживаються трансформатором в режимі к.з.?

20Дати визначення, що називається напругою короткого замикання трансформатора? Як напругу к.з. можна виразити в відсотках?

21Назвіть приблизну величину напруги короткого замикання в трансформаторах середньої та малої потужності.

22 Представити методику визначення

u	ê %

, його активної і реактивної

складової uêà% , uêð% через параметри к.з. трансформатора?

62

Лабораторно-практична робота № 6

РОЗРАХУНОК ТА ПОБУДОВА ГРАФІКУ ККД ТА ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ ЗА ПАСПОРТНИМИ ДАНИМИ

Мета роботи: Приведення та пояснення умови отримання максимального ККД в трансформаторі, визначення коефіцієнта завантаження трансформатора при якому ККД трансформатора максимальний, розрахунок та побудова графіку ККД силового трансформатора при різних коефіцієнтах потужності.

Завдання на самопідготовку до роботи

1Проробити по рекомендованій літературі [1-12] матеріали, які стосуються режиму навантаження і енергетики трифазних стрижневих трансформаторів.

2Вивчити методику визначення втрат і ККД силового трифазного трансформатора за паспортними даними.

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

4Підготувати матеріали для оформлення звіту по лабораторнопрактичній роботі №6 для розрахунків, обробки і аналізу розрахункових даних.

Програма роботи

1 Розібратися та вміти пояснити, чому на практиці ККД силових трансформаторів визначається через втрати [6. с. 51 – 52].

2 Привести та пояснити умови отримання максимального ККД трансформатора [1. с. 310, 6. с. 53, 10. с. 57].

3 Привести та пояснити рівняння для розрахунку ККД силового трансформатора за паспортними даними [1. с. 310, 6. с. 52, 10. с. 57].

63

4 За паспортними даними трансформатора визначити:

4.1Коефіцієнт завантаження трансформатора при якому ККД трансформатора максимальний [1. с. 310, 6. с. 53, 10. с. 57].

4.2Розрахувати та побудувати графіки ККД силового трансформатора

η= f (β) при cosφ2 = 1 (активне навантаження) та 0,8 (індуктивне на-

вантаження) з обов’язковим розрахунком значень номінального та максимального ККД трансформатора (ηmax, ηн) [ 6. с. 53].

5 Пояснити письмово, чому у силових трансформаторів максимальний ККД зазвичай при навантаженні трансформатора 60 – 70 % від номінального [ 6. с. 53 – 54].

6 Привести та пояснити рівняння для визначення сумарних втрат в трансформаторі при будь-якому навантаженні [1. с. 309, 6. с. 52].

7 Визначити вартість втрат електроенергії в силовому трансформаторі через 1000 годин роботи при завантаженні на 80 %.

Основні теоретичні положення і вказівкі по виконанню

Високі значення ККД трансформаторів не дозволяють визначити його з достатньою мірою точності шляхом безпосереднього виміру потужностей Р1 та Р2, тому його обчислюють непрямим методом по значенню втрат потужностей.

Згідно вимогам ГОСТ, втрати потужності в трансформаторі визначають за даними дослідів холостого ходу та короткого замикання. Результат, що отримуємо, має високу точність, так як при вказаних дослідах трансформатор не віддає потужність навантаженню. Отже, вся потужність, що поступає в первинну обмотку, витрачається на компенсацію втрат, що є в трансформаторі.

ККД трансформатора має максимальне значення при такому навантажені, при якому змінні втрати Рк дорівнюють постійним втратам Р0.

Ð0 2 Ðê . (6.1)

Рівняння для розрахунку ККД силового трансформатора за паспортними даними має вигляд

64

1			Ð			2	Ð		.
			0				êí
	S								Ð
			cos		Ð			2
		í		2			0		êí

(6.2)

Коефіцієнт завантаження трансформатора при якому ККД трансформатора максимальний

		Ð0	.	(6.3)
		Ðê

В Додатку Б (таблиця Б.1) наведено варіанти до виконання лабора- торно-практичної роботи № 6.

Розрахувати та побудувати графіки ККД силового трансформатора η = f (β) при cos φ2 = 1 (активне навантаження) та 0,8 (індуктивне навантаження) з обов’язковим розрахунком значень номінального та максимального ККД трансформатора (ηmax, ηн)

Дані розрахунків ККД трансформатора наведені у таблиці 6.1 та

6.2.
Таблиця 6.1		– Залежність η від β при cos φ2						= 1
β	0		0,2	0,3	0,4	0,5		0,6		0,8	1,0	1,4
η
Таблиця 6.2		– Залежність η від β при cos φ2						= 0,8
β	0		0,2	0,3	0,4	0,5		0,6		0,8	1,0	1,4
η

65

Рису

нок Заність тра-

100

η, %

98

96

94

92

90

0

0,2

0,4

0,6

0,8

су-

6.1 –

cosφ2=1 леж-

ККД

cosφ2=0,8

1	1,2	1,4	1,6
			β, в.о.

нсформатора η від навантаження β при різних cos φ2

У силових трансформаторів максимальний ККД зазвичай при навантаженні трансформатора 60 – 70 % від номінального. Зазначенні значення β отримані при проектуванні трансформаторів на мінімум приведених витрат (на їх придбання та експлуатацію). Найбільш вірогідне навантаження трансформатора відповідає β=0,5…0,7. В трансформаторах максимум ККД виражений порівняно слабо, т.б. він зберігає високе значення в достатньо широкому діапазоні зміни навантаження (0,4 < β < 1,5). При зменшенні cosφ ККД знижується, так як зростають струми І1 та І2, при яких трансформатор має задану потужність S2.

Рівняння для визначення сумарних втрат в трансформаторі при будь-якому навантаженні

ð Ð 2	Ð .	(6.4)
0	êí

Результати розрахунку вносимо до таблиці 6.3.

66

Таблиця 6.3 – Залежність сумарних втрат в трансформаторі при зміні навантаження

β, в.о.				0	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,4
Р0, Вт
Ðê	2	Ðêí	, Вт	0
	ð , Вт

1400

1200

кВт 1000 ,р Σ

800 600 400 200 0

Σp

PКН

P0

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

β, в.о.

Рисунок 6.2 - Залежність сумарних втрат в трансформаторі при будь-якому навантаженні

67

1400
			ηmax			Σp
1200
кВт
1000
Σр,
800
600
						PКН
400
200
0
0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2

cosφ2=1

cosφ2=0,8

P0

1,4

1,6

β, в.о.

100

η %,

98

96

94

92

90

Рисунок 6.3 – Залежність ККД та сумарних втрат трансформатора від навантаження. Визначення максимального ККД та відповідного йому завантаження

Визначити вартість втрат електроенергії в силовому трансформато-

рі через 1000 годин роботи при завантаженні на 80 %
Ñ Ð0	2 Ð	1000 Â.	(6.5)
	êí

Оформлення звіту

Звіт по лабораторно-практичній роботі №6 повинен містити:

1Умови отримання максимального ККД трансформатора.

2Рівняння для розрахунку ККД силового трансформатора за паспортними даними.

3Розраховані за паспортними даними:

3.1коефіцієнт завантаження трансформатора при якому ККД трансформатора максимальний;

3.2розрахунок та побудова графіків ККД силового трансформатора η = f (β) при cosφ2 = 1 (активне навантаження) та 0,8 (індук-

68

тивне навантаження) з обов’язковим розрахунком значень номінального та максимального ККД трансформатора (ηmax, ηн);

4Письмове пояснення, чому у силових трансформаторів максимальний ККД зазвичай при навантаженні трансформатора 60 – 70 % від номінального.

5Пояснення рівняння для визначення сумарних втрат в трансформаторі при будь-якому навантаженні.

6Визначення вартості втрат електроенергії в силовому трансформаторі через 1000 годин роботи при завантаженні на 80%.

7Аналіз отриманих результатів.

Контрольні питання

1Пояснити, що означає режим навантаження силового трансформатора. Навести основні рівняння приведеного трансформатора в режимі навантаження. Назвати особливості і властивості силового трансформатора в режимі навантаження.

2Навести і пояснити енергетичну діаграму перетворення активної потужності в силовому трансформаторі. Назвати всі величини на діаграмі і привести рівняння для їх розрахунку.

3Навести і пояснити енергетичну діаграму перетворення реактивної потужності в силовому трансформаторі. Назвати всі величини на діаграмі і привести рівняння для їх розрахунку.

4Пояснити, яка потужність приймається за стандартом за електричні і магнітні втрати в силовому трансформаторі. Привести і пояснити рівняння сумарних втрат в трансформаторі при будь-якому навантаженні. Що розуміють під коефіцієнтом завантаження трансформатора.

5Навести рівняння ККД силового трансформатора через втрати і пояснити, як розрахувати і побудувати графік ККД трансформатора за паспортними даними при заданому коефіцієнті потужності навантаження.

6Навести і пояснити графік ККД силового трансформатора при різних коефіцієнтах потужності. Назвати і записати умову отримання максимального ККД трансформатора.

69

Лабораторно-практична робота № 7

РОЗРАХУНОК ТА ПОБУДОВА ЗОВНІШНІХ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ ПРИ РІЗНОМУ ХАРАКТЕРІ НАВАНТАЖЕННЯ ЗА ПАСПОРТНИМИ ДАНИМИ

Мета роботи: Побудувати зовнішні характеристики силового трифазного трансформатора та визначити зміну напруги при різному характері навантаження.

Завдання на самопідготовку до роботи

1Підготувати по рекомендованій літературі [1-12] матеріали, які стосуються режиму навантаження і енергетики трифазних стрижневих трансформаторів при зміні параметрів навантаження, причини зміни напруги на затискачах силового трансформатора.

2Вивчити методику визначення напруги і зміни напруги на затискачах силового трифазного трансформатора за паспортними даними.

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

4Підготувати матеріали для оформлення звіту по лабораторнопрактичній роботі №7 для розрахунків, обробки і аналізу розрахункових даних.

Програма роботи

1 Розібратися з причинами зміни напруги на затискачах силового трансформатора та тлумаченням номінальної зміни напруги трансформатора [1. с. 303 – 305, 6. с. 48 – 49, 10. с. 53 – 57].

2 За паспортними даними силового трансформатора, що приведені у варіантах індивідуальних завдань студентові:

70