Контрольная работа Электрические машины .. Задача в табл. 1 приведены данные некоторых параметров трехфазных масляных трансформаторов номинальная мощность

• Название: Задача в табл. 1 приведены данные некоторых параметров трехфазных масляных трансформаторов номинальная мощность
• Дата: 24.05.2022
• Размер: 107.03 Kb.
• Имя файла: Контрольная работа Электрические машины ..docx
• Тип: Решение; #546823
• страница: 1 из 3

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Часть-1:

1. ТРАНСФОРМАТОРЫ

Задача 1.0. В табл. 1.1 приведены данные некоторых параметров трехфазных масляных трансформаторов: номинальная мощность S_ном; номинальные первичное U_1номи вторичное U_2номнапряжения; номи­нальный ток первичной стороны I_1ном; напряжение короткого замыка­ния u_k и его активная u_k.a и реактивная u_k.p составляющие; ток холосто­го хода i₀; мощности холостого хода Р₀и короткого замыкания Р_к; ко­эффициенты мощности холостого хода cosφ₀ и короткого замыкания cosφ_k; сопротивление короткого замыкания Z_kи его активная r_к и ре­активная х_Ксоставляющие; номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки ΔU_ном при коэффициенте мощности нагрузки транс­форматора cosφ₂ = 0,8 (характер нагрузки — индуктивный). Соедине­ние обмоток трансформатора Y/Y. Требуется определить параметры трансформатора, значения которых в таблице не указаны.

Решение варианта с трансформатором ТМ-25/10.

1. Номинальный ток в первичной обмотке

I_1ном=S_ном/(√3•U_1ном)=25/1,73•10=1,45 А.

Таблица 1.1

Параметр	Тип трансформатора
	ТМ-25/10	ТМ-40/6	ТМ-63/10	ТМ-100/6	ТМ-160/10	ТМ-250/6
Варианты	0	1-2	3	4-5	6-7	8-9
Sном, кВ•А	25	—	63	—	—	250
U1ном,кВ	10	6	10	6	10	—
uk,%	4,5	—	4,5	—	4,5	—
i0,%	3,2	—	4,5	2,6	2,4	—
Р0,кВт	0,13	0,175	—	—	0,51	—
Рk,кВт	0,6	0,88	—	—	2,65	—
I1ном, А	—	3,87	—	9,6	О	24
I0, А	—	0,115	0,16	—	—	—
Uk,кВ	—	0,28	0,45	—	—	—
Zk, Ом	—	—	—	—	—	—
cosφk	—	—	—	0,30	—	—
sinφk	—	—	—	—	—	—
cosφ0	—	—	—	—	—	0,13
uk.a, %	—	—	—	1,95	—	—
uk.p, %	—	—	—	6,2	—	—
rк, Ом	—	—	—	—	—	0,0036
хК, ОМ	—	—	—	—	—	0,01
ΔUном, %	—	—	—	—	—	—

2. Ток холостого хода

I₀ = (i₀/100)I_1ном = (3,2/100) •1,44 = 0,046 А.

3. Коэффициент мощности холостого хода

cosφ₀ = Р₀/(√3•I₀•U_1ном ) = 0,13/(1,73 • 0,046• 10) = 0,16.

4. Напряжение короткого замыкания

U_k = (u_K/100)•U_1ном/√3 = (4,5/100)•10/1,73 = 0,26 кВ.

5. Коэффициент мощности короткого замыкания

cosφ_к = Р_к/(3•I_1ном•U_к ) = 0,6/(3 • 1,44• 0,26) =0,53; sinφ_k=0,85.

6. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания

u_k.a = u_kcosφ_к = 4,5 • 0,53 = 2,38 %;

u_k.p = u_ksinφ_к = 4,5 • 0,85 = 3,8 %.

7. Сопротивление короткого замыкания

Z_k = U_k/I_1ном = 0,26•10³/1,44 = 180 Ом.

8. Активная и индуктивная составляющие сопротивления корот­кого замыкания

r_к = Z_kcosφ_к= 180 • 0,53 = 95,4 Ом;

х_К = Z_ksinφ_к = 180 • 0,85 = 153 Ом.

9. Номинальное изменение напряжения трансформатора при сбросе нагрузки

ΔU_ном =u_k.acosφ₂ +u_k.р sinφ₂ = 2,38 • 0,8 + 3,8 • 0,6 = 4,18 %.

Задача 1.1. В таблице 1.2 приведены технические данные трехфаз­ных трансформаторов серии ТСЗ (трансформатор трехфазный су­хой с заземленной первичной обмоткой). Используя эти данные, оп­ределить: коэффициент трансформации к,номинальные значения токов первичной I_1ном и вторичной I_2номобмоток; ток холостого хода I_0ном; напряжение короткого замыкания U_к.ном;сопротивление корот­кого замыкания Z_kи его активную r_kи индуктивную х_kсоставляю­щие; определить номинальное изменение напряжения при значе­ниях коэффициента мощности нагрузки cosφ₂ = 1; 0,8 (инд.) и 0,8 (емк.); номинальные и максимальные значения КПД трансформа­тора при коэффициентах мощности нагрузки cosφ₂ 1 и 0,8.
Таблица 1.2

Варианты	Тип транс­форматора	Sном, кВ•А	U1ном,В	U2ном, В	Р0, кВт	Рк.ном, кВт	uk,%	i0,%
0	ТСЗ-160/6	160	6	0,23	0,7	2,7	5,5	4,0
1	ТСЗ-160/10	160	10	0,4	0,7	2,7	5,5	4,0
2	ТСЗ-250/6	250	6	0,23	1,0	3,8	5,5	3,5
3	ТСЗ-250/10	250	10	0,4	1,0	3,8	5,5	3,5
4	ТСЗ-400/6	400	6	0,23	1,3	5,4	5,5	3,0
5	ТСЗ-400/10	400	10	0,4	1,3	5,4	5,5	3,0
6	ТСЗ-630/6	630	6	0,4	2,0	7,3	5,5	1,5
7	ТСЗ-630/10	630	10	0,4	2,0	7,3	5,5	1,5
8	ТСЗ-1000/6	1000	6	0,4	30	11,3	5,5	1,5
9	ТСЗ-1000/10	1000	10	0,4	3,0	11,3	5,5	1,5

Решение варианта с трансформатором ТСЗ-160/6.

1. Коэффициент трансформации

k= U_1ном/U_2ном = 6/0,23 = 26.

2. Номинальный ток первичной обмотки

I_1ном =S_ном/(√3•U_1ном)=160/(1,73 • 6) = 15,4 А.

3. Номинальный ток вторичной обмотки

I_2ном=I_1ном•к=15,4•26=400 А

4. Ток холостого хода

I₀ = (i₀/100) •I_1ном = (4/100) •15,4 = 0,6 А.

5. Напряжение короткого замыкания

U_1к = (u_k/100)•U_1ном = (5,5/100)•6000 = 330 В.

6. Сопротивление короткого замыкания

Z_k = U_1к /(√3•I_1к) = 330/(1,73•15,4)=12,4 Ом.

7. Коэффициент мощности короткого замыкания

cosφ_к = P_к/(√3•I_1ном•U_к)= 2700/(1,73•330•15,4) = 0,31; sinφ_к = 0,95

8. Активная и реактивная составляющие сопротивления корот­кого замыкания

r_к = Z_kcosφ_к= 12,4 • 0,31 = 3,8 Ом;

x_k = Z_ksinφ_к= 12,4 • 0,95 = 11,8 Ом.

9. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания

u_k.a =u_kcosφ_к = 5,5 • 0,31 = 1,7%;

u_k.p =u_ksinφ_к = 5,5 • 0,95 = 5,2 %.

10. Изменение вторичного напряжения трансформатора при но­минальной нагрузке (β = 1):

при коэффициенте мощности нагрузки cosφ₂ = 1, sinφ₂ =0

ΔU_ном = u_k.acosφ₂ + u_k.psinφ₂ = 1,7 • 1 + 0 = 1,7%;

при коэффициенте мощности нагрузки cosφ₂ = 0,8 (инд.), sinφ₂ = 0,6

ΔU_ном = u_k.acosφ₂ + u_k.psinφ₂ = 1,7 • 0,8 + 5,2 • 0,6 = 4,48 %;

при коэффициенте мощности нагрузки cosφ₂= 0,8 (емк.), sinφ₂ = 0,6

ΔU_ном = u_k.acosφ₂ + u_k.psinφ₂ = 1,7-0,8 + 5,2 • (-0,6) = -1,8%.

Результаты расчета изменения вторичного напряжения транс­форматора ΔU_ном при номинальной нагрузке (β = 1):

cosφ₂...................................................1,0 0,8 (инд.) 0,8 (емк.)

ΔU_ном, %...…......................................1,7 4,48 -1,8

ΔU_ном,В.............................................3,9 10,3 -4,14

U₂ = U_2ном - ΔU_ном,В..........……......226 220 234

Внешние характеристики трансформатора представлены на рис. 1.9.

11. КПД трансформатора при номинальной нагрузке (β=1) и коэффициенте мощности cosφ₂ = 1



при номинальной нагрузке и коэффициенте мощности cosφ₂ = 0,8



12. Максимальный КПД:

при cosφ₂ = 1





Рис. 1.9. Внешние характеристики трансформатора

при cosφ₂ = 0,8



где коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному КПД,

β' =