Однофазный трансформатор имеет следующие данные:
Параметр Обозначение Величина
Номинальная мощность Sном
26 кВА
Количество витков первичной обмотки W1
400
Количество витков вторичной обмотки W2
850
Номинальное напряжение первичной обмотки U1 ном
70 В
Относительное напряжение короткого замыкания Uк
5,8 %
Активная мощность холостого хода (первичной обмотки) Px
100 Вт
Ток холостого хода (первичной обмотки) Ix
4 А
Активная мощность короткого замыкания при номинальном токе первичной обмотки Pk
30 Вт
Требуется: дать определение трансформатора, указать виды трансформаторов, описать конструкцию и принцип действия трансформатора.
Определить:
1) Коэффициент трансформации К;
2) Номинальный ток первичной обмотки I1 ном;
3) Номинальный ток вторичной обмотки I2 ном;
4) токи аварийного короткого замыкания I1 k, I2 k;
5) Параметры Г-образной схемы замещения: R0,X0,Z0; Rk,Xk,Zk;
6) Сопротивления нагрузки для номинального тока: Rн,Xн,Zн.
Начертить:
1) Г-образную схему замещения трансформатора;
2) Внешнюю характеристику трансформатора U2=fI2. Принять значения cosφ2=1;0,8;0,5, I2=0;0,5;1;1,3;1,5×I2 ном.
Решение
Трансформатор – устройство, предназначенное для изменения величины напряжения в сети переменного тока. Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока, в обмотках генерируется магнитное поле, которые взывает ЭДМ во вторичных обмотках. Данная ЭДС пропорциональна числу витков в первичных и вторичных обмотках. Отношение ЭДС в первичной обмотке к ЭДС во вторичной называется коэффициентом трансформации.
Основными элементами конструкции трансформатора являются первичные и вторичные обмотки, а также ферромагнитный магнитопровод. Обмотки расположены на магнитопроводе и индуктивно связаны друг с другом
. Использование магнитопровода позволяет аккумулировать большую часть магнитного поля внутри трансформатора, что повышает КПД устройства. Магнитопровод обычно состоит из набора металлических пластин, покрытых изоляцией, для предотвращения возникновения «паразитных» токов внутри магнитопровода. Зачастую часть вторичной обмотки служит часть первичной и наоборот. Данный тип трансформаторов называют автотрансформаторами. В этом случае концы первичных обмоток подключаются к сети переменного напряжения, а концы вторичной присоединяются к потребителям электроэнергии.
Классификация трансформаторов:
- по назначению: измерительные трансформаторы тока, напряжения, защитные, лабораторные, промежуточные.
- по способу установки: наружные, внутренние, шинные, опорные, стационарные, переносные.
- по числу ступеней: одноступенчатные, многоступенчатые (каскадные).
- по номинальному напряжению: низковольтные, высоковольтные.
- по типу изоляции обмоток: c сухой изоляцией, компаундной, бумажно-маслянной.
Коэффициент трансформации К:
К=W1W2=400850=0,47
Номинальный ток первичной обмотки I1 ном:
I1 ном=Sном3×U1 ном=260003×70=214,7 А
Номинальный ток вторичной обмотки I2 ном:
I2 ном=Sном3×U1 ном×W2W1=260003×70×850400=456,24 А
Токи аварийного короткого замыкания I1 k, I2 k:
I1 k=I1 ном×100Uк%=214,7×1005,8=3701,72 А
I2 k=I2 ном×100Uк%=456,24×1005,8=7866,21 А
Параметры Г-образной схемы замещения: R0,X0,Z0; Rk,Xk,Zk;
cosφ=PxU1 ном×Ix=10070×4=0,36
Z0=U1 номIx=704=17,5
R0=Z0×cosφ=17,5×0,36=6,3
Xk=Zk2-Rk2=17,52-6,32=16,32
R0=Rk×K2=6,3×0,472=1,4
X0=Xk×K2=16,32×0,472=3,6
Z0=Zk×K2=17,5×0,472=5,86
Сопротивления нагрузки для номинального тока: Rн,Xн,Zн.
Zн=10×Uк×U1 ном2Sном=10×5,8×0,07226=1,093
Xн≈Zн=1,09
Rн=Zн2-Xн2=1,0932-1,092=0,08
Г-образная схема:
Строим внешнюю характеристику трансформатора U2=fI2
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
