ел.маш.лекции.практ.и т.д / МУ_ЕМ_Ч1

2.1Розрахувати та побудувати зовнішні характеристики силового трансформатора при [6. с. 49, 10. с. 56]:

–активному навантаженні cos φ2 = 1,0;

–активно-індуктивному навантаженні cos φ2 = 0,8; (φ2 > 0);

–активно-ємнісному навантаженні cos φ2 = 0,8; (φ2 < 0).

2.2Розрахувати та побудувати графіки залежностей u2 f cos 2

при номінальному навантажені β = 1 та зміни cos φ2 [1. с. 305, 6. с. 49, 10. с. 56].

2.3Визначити номінальну зміну напруги трансформатора φ2 = 1 та 0,8 [1. с. 304, 6. с. 49, 10. с. 55].

від 0,2 до 1,0

u2í

при cos

Основні теоретичні положення і вказівки по виконанню

Зміною напруги трансформатора називається арифметична різниця між напругою обмотки нижчої напруги трансформатора на холостому ході і при номінальному струмі навантаження, коли напруга обмотки вищої напруги трансформатора постійна і дорівнює номінальній, а частота струму постійна і дорівнює номінальній. Зміна струму навантаження трансформатора викликає зміну падіння напруги і втрат активної потужності в його обмотках, що призводить до зміни вторинної напруги і ККД трансформатора.

В Додатку Б (таблиця Б.1) наведено варіанти до виконання лабора- торно-практичної роботи № 7.

Величина напруги в залежності від відносної зміни напруги розраховується за рівнянням

U		U				1		u	2		,
	2		2í					100

Відносна зміна напруги визначається

u2 uêà% cos 2 uêð% sin 2 ,

Складові напруги короткого замикання

uêà% uê % cos ê , uêð% uê % sin ê ,

(7.1)

(7.2)

(7.3)

(7.4)

71

Коефіцієнт потужності при короткому замиканні

cos ê		P
			ê	,
		U
	3		êë	I
				1í

Значення лінійної напруги короткого замикання

(7.5)

U			u	ê %	U	1í	,	(7.6)
	êë			100

Номінальний струм обмотки вищої напруги трансформатора

I		S	í
1í		3 U
				1í

,

(7.7)

Результати розрахунку зовнішніх характеристик зводимо до табли-

ці 7.1.

Таблиця 7.1 – Результати розрахунків зовнішньої характеристики силового трифазного трансформатора

β			0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0		1,2
cos φ2 = 1,0	u	2	0
(активний ха-
рактер наван-	U2, В		400
таження)
cos φ2 = 0,8	u	2	0
(індуктивний
характер на-	U2, В		400
вантаження)
cos φ2 =0,8	u	2	0
(ємнісний ха-
рактер наван-	U2, В		400
таження)
За результатами розрахунків,					наведеними в таблиці 7.1,				будуємо

зовнішні характеристики трансформатора. Вигляд зовнішніх характеристик наведено на рис. 7.1.

72

	425
	420
, В	415						cosφ2=0,8(ємн.)
	410
2
U	405
	400
	395
	390						cosφ2=1(акт.)
	385						cosφ2=0,8(інд.)
	380
	375
	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2β, в.о. 1,4
	Рисунок 7.1 – Зовнішні характеристики силового трансформатора

За результатами залежність u2 f cos

розрахунків, наведеними в таблиці 7.2, будуємо2 та визначаємо номінальну зміну напруги тра-

нсформатора u2í .

Δu2, %

-100

-80

-60

-40

-20

-φ2, град

5
4
3
2
1
0
-1	0	20	40	60	80	100
-2				+φ2, град
-3
-4
-5

Рисунок 7.2 – Графік зміни вторинної напруги силового трансформатора

73

Оформлення звіту

Звіт по лабораторно-практичній роботі №7 повинен містити:

1Розрахунки напруги та зміни напруги на затискачах силового трансформатора і розрахункові дані, зведені в таблицю 7.2.

2Зовнішні характеристики і графік зміни вторинної напруги силового трансформатора при різних параметрах навантаження.

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

4Підготувати звіт по лабораторно-практичній роботі №7 для розрахунків, обробки і аналізу розрахункових даних.

5Аналіз отриманих результатів.

Контрольні питання

1 Дати визначення, що називається номінальним режимом роботи силового трансформатора.

2 Пояснити, які величини характеризують режим навантаження і одиниці їх вимірювання. Привести формули для розрахунку номінальних струмів первинної і вторинної обмоток трансформатора.

3Пояснити, що називається зміною вторинної напруги силового трансформатора? У чому виражається і чому приблизно дорівнює ця величина?

4Привести рівняння для розрахунку зміни напруги трансформатора при будь-яких параметрах навантаження.

5Привести рівняння для визначення зміни напруги трансформатора і пояснити методику розрахунку і побудови зовнішньої характеристики трансформатора за паспортними даними і заданому коефіцієнті потужності навантаження.

6Привести і пояснити зовнішні характеристики силового трансформатора при різному характері навантаження. Яка напруга вторинної обмотки трансформатора приймається за номінальну?

7Записати рівняння зовнішньої характеристики трансформатора. Яка на-

пруга вторинної обмотки трансформатора приймається за номінальну?

74

Лабораторно-практична робота №8

ДОСЛІДЖЕННЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПРИ НАВАНТАЖЕННІ

Мета роботи: Отримання дослідним шляхом робочих характеристик силового трансформатора, визначення його властивостей в сталому режимі симетричного навантаження. Закріплення теоретичних знань про властивості трансформатора в режимі навантаження на основі аналізу дослідних робочих характеристик трансформатора.

Завдання на самопідготовку до роботи

1Підготувати по рекомендованій літературі [1. с.298 – 305, 5. с.112 – 115, 6. с.47 - 54] питання, які стосуються особливостей роботи та властивостей трансформаторів в режимі навантаження. Розібратися з робочими характеристиками трансформаторів.

2По даному учбовому посібнику детально ознайомитися зі схемою включення трансформатора и методикою проведення випробування трансформатора в режимі навантаження. Відповісти на контрольні питання .

3Підготувати матеріали для оформлення звіту по лабораторнопрактичній роботі №8 для запису спостережень, обробки і аналізу дослідних даних.

Програма роботи

1 Ознайомитися з робочим місцем обладнанням і вимірювальними приладами для випробування трансформатора в режимі навантаження. За паспортними даними трансформатора визначити номінальні дані струмів та напруг обмоток ВН і НН трансформатора I1í ; I2í ;U1í ;U2í .

75

2 Зібрати електричну схему випробування трансформатора в режимі навантаження (рис. 1) і провести дослід навантаження трансформатора при активному (cos φ2=1) та індуктивному характері навантаження (cos

φ2=0,8).

3 Обробити дослідні дані та побудувати робочі характеристики трансформатора.

До робочих характеристик силового трансформатора відносяться: 3.1 Зовнішні характеристики, що представляють залежності

U2

f I2 àáî U2

f , при U1í

const, cos 2

1,0

i

0,8.

де

I

2

- коефіцієнт завантаження трансформатора

I

2í

3.2 Струмові характеристики I1

f

при cos 2

1,0

i

0,8.

3.3

Характеристик

коефіцієнту

потужності

cos 1

f

cos

2

1,0

i

0,8.

3.4

Характеристики

або

графіки

ККД

f

cos

2

1,0

i

0,8.

при

при

4 Провести аналіз робочих характеристик трансформатора і в висновках по роботі чітко сформулювати основні властивості трансформатора в режимі навантаження.

5 Оформити звіт по лабораторно-практичній роботі №8.

Основні теоретичні положення і вказівки по виконанню

Електрична схема включення трансформатора в досліді навантаження приведена на рисунку 8.1.

76

~3, 50Гц, 220 В

QF1	FU	ІР	QF2	КВ				PА1	ТРР
									Р1
А				А	X	x	a	А
В				В	Y	y	b		Р2
С				С	Z	z	c		Р3
								PV1
								V

ІР – індукційний регулятор напруги; КВ – комплект вимірювальний; ТРР – трифазний рідинний реостат.

Рисунок 8.1 – Електрична схема досліду навантаження трифазного силового трансформатора

Первинна обмотка трансформатора вмикається в мережу змінного струму через індукційний регулятор напруги і вимірювальний комплект на номінальну напругу. До вторинної обмотки трансформатора підключається регульоване трифазне навантаження в виді рідинного реостата (ТРР) або індуктивний опір, в якості якого використовується індукційний регулятор типу ІР, включений по схемі змінного індуктивного опору (XL). Для контролю величини струму і напруги вторинної обмотки в одну з фаз трансформатора включається амперметр (А2) і вольтметр (V2).

Методика проведення досліду навантаження складається в наступному. В досліді напруга що підводиться до первинної обмотки підтримується незмінною і рівною номінальній тобто U1=U1н= const. Опір активного навантаження ТРР змінюється таким чином, щоб струм вторинної обмотки змінювався в межах І2=(0…1,25)І2н. Всього знімається 5-6 точок. При цьому контролюється значення струмів І1 та І2, напруг U1 та U2 і потужності Р1. Обов’язково проводиться дослід при номінальних струмах в обмотках трансформатора І1=І1н і І2=І2н, що відповідає значенню коефіцієнта завантаження β=1.

Аналогічно проводиться дослід при індукційному характері навантаження. Дослідні та розрахункові дані заносяться до таблиці 8.1.

77

Таблиця 8.1 – Дослідні та розрахункові дані

при

cos	2	1,0

U1А

U1В

U1С

U1

І1А

І1В

І1С

І1

Р1А

Р1В

Р1С

Р1

U2

І2

β

сos

η

φ1

В

В

В

В

А

А

А

А

Вт

Вт

Вт

Вт

В

А

в.о.

в.о.

%

1

…

…

6

при

cos

2

0,8

1

…

…

6

U1

U

U

U

1A

1B

1C

;

(8.1)

3

I

I1A I1B I1C

;

(8.2)

1

3

3 U2

I2 cos 2

;

P

100

P

P

P

P

; P2

2

(8.3)

1

1A

1B

1C

P

1

Приблизний вигляд робочих характеристик силового трансформатора представлено на рис. 8.2.

78

Рисунок 8.2 – Робочі характеристики силового трансформатора

Робочі характеристики будуються за даними приведеними в таблиці

8.1.

Якщо випробування трансформатора при індуктивному характері наван-

таження (	cos		2		0,8	) на проводилися, то зовнішню характеристику тран-
сформатора		U		2	f		і графік ККД при cos 2		0,8	, необхідно побудувати
за даними розрахунку з використанням розрахункових рівнянь
								u
							U2 U2í 1	%	,	(8.4)
								100

де u% - зміна вторинної напруги трансформатора.

79

При цьому

u% uêà% cos 2 uêð% sin 2 ,

(8.5)

де

рматора

u

(

êà%

u	ê %

та

).

u	êð%

- активна та реактивна складові напруги к.з. трансфо-

Дані розрахунків заносяться до таблиці 8.2. Таблиця 8.2 – Розрахункові дані

β, в.о.	0	0,4			0,6			0,8					1,0				1,25		u	ka%
u
% , %
U2, В
								P				2	Ð
		1						0í						êí				100%,
						S		ñî s		P					2		Ð
																	êí
							í		2				0í

u	kp%

(8.6)

де P0í	– потужність х.х. трансформатора при U10						U1í	;
Ðêí	– потужність к.з. трансформатора при ²1ê						²1í .
Значення u		êà%	, u	êð%	та Ð	можна використати зі звіту по лабора-
					êí

торно-практичній роботі №5 – дослід короткого замикання трансформа-

тора. Величину	P	можна взяти з таблиці 8.1 даної роботи при І2=0 і U1
	0í

= U1н.

Дані розрахунків зводяться до таблиці 8.3. Таблиця 8.3 – Дані розрахунків

β, в.о.		0	0,2		0,4			0,6			1,0	1,25
, %
P	=	кВт,	Р	кВт,		cos		2	0,8	,	Sн=	кВА
0 н			кн =

80