|
Схема замещения трансформатора при нагрузке
Трансформатор представляет собой две независимые электрические цепи связь между ними электромагнитная. Для упрощения расчета трансформатора применяют схемы замещения – эти схемы эквивалентны реальным трансформаторам, т.к. вторичная обмотка приводится к первичной, то обе обмотки можно совместить в одну по которой протекает ток I0. В этом случае объединенная обмотка играет роль намагничивающего ротора, который создает основной магнитный поток. Схема замещения должна отвечать основным уравнениям ЭДС и н.с. реального трансформатора, т.е. 1. 2.
zm – соединены параллельно с
Схема позволяет анализировать работу реального трансформатора, т.е. заданный током
Режим короткого замыкания однофазного трансформатора
Необходимо различать два режима короткого замыкания: 1. Аварийный режим – тогда, когда замкнута вторичная обмотка при номинальном первичном напряжении. При таком замыкании токи возрастают в 15-20 раз. Обмотка при этом деформируется, а изоляция обугливается. Железо так не подгорает. Это тяжелый режим. Максимальная и газовая защита отключает трансформатор от сети при аварийном коротком замыкании. 2. Опытный режим короткого замыкания – это режим, когда вторичная обмотка накоротко замкнута, а к первичной обмотке подводится такое пониженное напряжение, когда по обмоткам протекает (ток) номинальный ток – это UК – напряжение короткого замыкания. UK выражается в % U K% = U K% = 5,5 для малых трансформаторов U K% = 10,5 для средних и больших Рассмотрим физическую сторону работы трансформатора при коротком замыкании U ¯ I0 = (2 ¸ 5)% IН при UН при ¯ 20 раз I0 – очень мал 15-20 раз и им можно пренебречь т.е.
т. е. Намагничивающая сила первичной обмотки полностью уравновешенна н.с. вторичной обмотки.
Векторная диаграмма трансформатора при коротком замыкании
1) 2) 3) 4) 5)
Схема замещения трансформатора при коротком замыкании
ток ![]() т.е. схема замещения при коротком замыкании представляет собою цепь, состоящую из двух последовательных сопротивлений.
Потери при коротком замыкании
При коротком замыкании трансформатор потребляет из сети активную мощность. Эта мощность в основном идет на покрытие потерь в обмотках. Потерями в стали можно пренебречь т.к. B º U; pмг = B2 т.к. U ¯ 15-20 раз, то потери в стали в 400 раз. pк = pэл1+ pэл2 =
Экспериментальное определение параметров короткого замыкания
PK, IK, UK
Треугольник короткого замыкания
Используя схему замещения трансформатора при коротком замыкании, получим 1) 2) 3)
UK% = 5.5% ¸ 10.5 % Сделать UK% большим – большое падение напряжения. Сделать его малым, будут большие токи, короткие замыкания.
Совмещение режимов
Характеристики трансформатора при нагрузке определяют его рабочие свойства. Эти характеристики непосредственно можно получить только для трансформаторов небольшой мощности. Для трансформаторов средней и большой мощности характеристики при нагрузке определяют косвенным путем, т.е. путем наложения данных опыта короткого замыкания на режиме холостого хода. 1) Путем наложения треугольника короткого замыкания на режим холостого хода получим режим нагрузки т.е. напряжение U’2 и угол j2 между потоками I. 2) Потери при нагрузке равны потерям мощности при холостом ходе и коротком замыкании. ПНГ = ПХХ + ПКЗ = P0 + Pэл1,2 3) Ток нагрузки трансформатора не равен току холостого хода и короткого замыкания. Для холостого хода Для короткого замыкания а при нагрузке 4) Коэффициент полезного действия можно получить через данные полученные в опыте холостого хода и короткого замыкания. при холостом ходе P0 = PМГ При коротком замыкании PК= PЭЛ1,2 = I2rк, Тогда Задаваясь b = 0,25; 0,5; 0.75; 1.0; 1.25 при cosj2 = const построим зависимость h = f(b)
p0 = b2pКН, откуда
Относительные изменения напряжения - DU. Изменением напряжения трансформатора называется (выраженная в % от номинального вторичного напряжения) арифметическая разность между номинальным вторичным напряжением при холостом ходе UГН и напряжением U2 при номинальном токе. 1) при выводе используется предыдущая векторная диаграмма 2) расчет проведем аналитически 3) определим DU при номинальном токе 4) примем U1 равным 100 ед. т.е. U1 = 100, тогда
где mК = рс, nК = Ap/ возможны первые два члена, т.е.
Выразим DГ через составляющие напряжения короткого замыкания.
эта величина очень мала и ей можно пренебречь тогда Это выражение для b = 1, при различных значениях b
Видим, что, используя опыты холостого хода и короткого замыкания можно получить все характеристики трансформатора при нагрузке.
Трехфазные трансформаторы
Трехфазный трансформатор представляет собой соединение трех однофазных трансформаторов. Поэтому вся теория, рассмотренная для однофазного трансформатора относится и к трехфазному применительно к одной фазе. Но в трехфазных трансформаторах есть свои особенности, которые мы рассмотрим ниже. По конструкции трехфазные трансформаторы бывают в двух основных видах. 1. трансформаторы с независимой магнитной системой (групповые), где каждая фаза трансформируется своим трансформатором. Групповой трансформатор
рис. 1
2.
рис.2
Недостатки группового трансформатора: 1) занимает большую площадь; 2) большая стоимость; 3) меньше КПД. Преимущества: 1) резерв достаточен на 1/3 установленной мощности; 2) транспортный габарит меньше чем у трехстержневого трансформатора. Групповой трансформатор используется на большие мощности на тепловых станциях. Трехстержневые трансформаторы используется в распределительных сетях на предприятиях.
Первая особенность. Эта особенность относится к трехстержневому трансформатору (рис.2). Поток в среднем стержне при холостом ходе проходит путь меньше, чем в крайних стержнях, а это приводит к тому, что токи в крайних стержнях на 40-50% больше, чем в среднем при симметричном потоке. Т.е. при холостом ходе токи представляют несимметричную систему. Модули не равны и угол не равен 120°.
Вторая особенность. Связана со способом соединения обмоток. Гостом предусмотрены следующие способы соединения обмоток: l, D, Z. Обозначение фаз.
При изготовлении трансформаторов, гостом предусматриваются следующие способы соединения: 1) l/l0 для мелких распределительных трансформаторов (на предприятиях); 2) l/D для трансформаторов средней и большой мощности; 3) l0/D для трансформаторов большой мощности при повышенном напряжении.
Соединение в зигзаг делается на стороне низкого напряжения.
Такой способ применяется там, где существует резкая не симметрия (точные трансформаторы, трансформаторы для выпрямительных устройств). При таком способе соединения выравнивается магнитная не симметрия по стержням.
![]() ![]() Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... ![]() ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... ![]() Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... ![]() Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|