Трехфазный трансформатор (стр. 1 из 2)
ЗАДАНИЕ № 2
По данным трехфазного трансформатора, приведенным ниже, требуется:
1. Определить:
а) фазные значения номинального напряжения;
б) линейные и фазные значения номинального тока на стороне ВН и НН;
в) коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений.
2. Вычертить схемы соединения обмоток, обеспечивающие получение заданной группы.
3. Определить параметра Т-образной схемы замещения:
а) активные и индуктивные сопротивления обмоток трансформатора r1, r2, x1, x2;
б) сопротивления намагничивающего контура rm, xm.
4. Рассчитать и построить зависимость к.п.д., трансформатора от коэффициента нагрузки при cosφ2=1 и cosφ2 = 0,8; определить мощность трансформатора, при которой к.п.д. достигает максимального значения.
5. Вычислить процентное изменение вторичного напряжения ∆U% при номинальной нагрузке:
а) активной (cosφ2=1);
б) активно - индуктивной (cosφ2=0,8);
в) активно - емкостной (cosφ2=0,8);
6. Построить векторную диаграмму трансформатора.
7. Рассчитать установившийся и ударный токи внезапного короткого замыкания
8. Данный трансформатор соединен на параллельную работу с аналогичным трансформатором. Найти распределение нагрузок и степень перегрузки и недогрузки трансформаторов при cosφ2= 1 и cosφ2 = 0,8 для следующих случаев:
а) второй трансформатор включен с первичной стороны на ответвление, соответствующее 1,05 нормального числа витков, a первый трансформатор включен на нормальное число витков;
б) напряжение короткого замыкания второго трансформатора составляет 1,2 Uк первого трансформатора (угол φк остается прежним).
Данные трансформатора для варианта 1:
1. Тип трансформатора - ТМ-10/0,4;
2. Мощность трансформатора, Sн- 10 кВА;
3. Напряжение высокой стороны, U1н - 380В;
4. Напряжение низкой стороны, U2н - 220В;
5. Напряжение короткого замыкания, Uк - 5,5%;
6. Потери мощности при коротком замыкании, Рк - 335Вт;
7. Мощность холостого хода, Ро- 105Вт;
8. Ток холостого хода, Iхх – 8%.
9. Схема и группа соединений Y/Yо-12
Решение:
1 Определим фазные значения номинального напряжения:
а) на высокой стороне
б) на низкой стороне
1.1 Определим линейные и фазные значения номинального тока на стороне:
а) высокого напряжения.
в) низкого напряжения.
1.2 Определим коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений.
Трансформатор соединен по схеме Y/Yо следовательно:
2 Схемы соединения обмоток, обеспечивающие получение заданной группы.
По данной схеме и группы соединений Y/Yо-12 имеем: на высокой стороне обмотки соединены звездой, на низкой стороне обмотки соединены звездой с выводом нулевой точки обмотки (рис .1а). Сдвиг фаз между высокой стороной низкой 0о(рис .1в).Звезда фазных э.д.с. и треугольники линейных имеют вид показанный на рис. 1б.3 Определим параметры Т-образной схемы замещения:
а) активные и индуктивные сопротивления обмоток трансформатора r1, r2, x1, x2;
Определим полное zк, активное xк и реактивное rк сопротивление в режиме короткого замыкания.
При соединении первичной обмотки в звезду параметры короткого замыкания на одну фазу будут следующие:
где
.Ik= I1нф = 26,3А
рассчитаем:
Параметры
характеризуют потери в короткозамкнутой вторичной обмотки и в магнитной цепи, поэтому с достаточным приближением можно принять 
б) Сопротивления намагничивающего контура rm, xm.
Определим полное z0, активное x0 и реактивное r0 сопротивление в режиме холостого хода. Для первичной обмотки соединенной в звезду на одну фазу будут следующие:
где
.U0=U1нф = 220B
Отсюда сопротивления намагничивающего контура:
4 Рассчитаем и построим зависимость к.п.д, трансформатора от коэффициента нагрузки при cosφ2=1 и cosφ2 = 0,8
4.1 Формула для расчета к.п.д. трансформатора η имеет вид:
где
- коэффициент нагрузки трансформатораа) при cosφ2=1
б) при cosφ2 = 0,8
4.2 Определим мощность трансформатора, при которой к.п.д. достигает максимального значения.
к.п.д. трансформатора, имеет максимальное значение при такой нагрузке, когда
отсюда 
а) при cosφ2=1
б) при cosφ2 = 0,8
4.2 Рассчитаем и построим зависимость к.п.д. η от коэффициента нагрузки rнг. Расчет проведем в Mahtcad12, график зависимости на рисунке 2.
 |
 |
 |
 |
 |
Рис. 2 График зависимости к.п.д. η от коэффициента нагрузки rнг.
5 Вычислим процентное изменение вторичного напряжения ∆U% при номинальной нагрузке:
а) активной (cosφ2=1);
Изменение напряжения определяется аналитически по выражению:
где
- активная составляющая напряжения короткого замыкания; 
- индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания; 
б) активно - индуктивной (cosφ2=0,8);
в) активно - емкостной (cosφ2=0,8);
∆Uпри активно – емкостной нагрузке меняется также как и при активно – индуктивной, но со сдвигом на 90о
6 Построим векторную диаграмму трансформатора для случая активно - индуктивной нагрузки при:
cos φ2= 0,8;
I2ф=I2нф=45,5А;
Векторная диаграмма показана на рисунке 3.
7 Рассчитаем установившийся и ударный токи внезапного короткого замыкания.
7.1 Установившийся ток короткого замыкания:
7.2 Ударный ток внезапного короткого замыкания:
