Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Дисциплины:
2021-03-17 | 225 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Ток холостого хода в силовых трансформаторах большой и средней мощности составляют 0,5…3% от номинального, т.е.мал, поэтому при расчетах используют упрощенную схему замещения без намагничивающего контура.
В этой схеме активное сопротивление R1 и соединяют последовательно, и они образуют результирующее активное сопротивление Rk = R1 + . Аналогично с индуктивным сопротивлением хk = х1 + .. Погрешность в определении I1 составляет 0,1%, что допустимо.
Для упрощенной схемы замещения строим векторную диаграмму.
В этой диаграмме - результирующее активное падение напряжения в приведенном трансформаторе, - результирующее реактивное падение напряжения в приведенном трансформаторе, - результирующее полное падение напряжения в приведенном трансформаторе: .
Векторная диаграмма позволяет определить изменение напряжения трансформатора в зависимости от нагрузки. Его рассчитывают при номинальном напряжении и номинальной частоте.
Если известны Uк.а, Uк.р., и Uк, то полное падение напряжения в трансформаторе и его активные и реактивные составляющие:
где β - коэффициент нагрузки,
Вторичное напряжение U2 при нагрузке в общем случае отличается от вторичной U20 при ХХ. Изменения вторичного напряжения при переходе от х.х к нагрузке при U1H= const принято выражать в процентах от номинального напряжения.
называется процентным изменением напряжения трансформатора. Из диаграммы видно, что из-за малости угла (φ1- φ2) за модуль вектора можно принять его проекцию на напряжение - , т.е. отрезок ОА. Тогда . Спроектировав аналогично и , получим , т.о. относительное изменение напряжения.
При номинальной нагрузке:
или
изменение напряжения трансформатора пропорционально току нагрузки и зависит от угла φ2 (т.е. характеристика нагрузки) поэтому используя понятие коэффициент нагрузки β
|
Но формула часто дает достаточно точный результат.
Для силовых трансформаторов эта формула имеет вид:
Внешние характеристики
– это зависимости
График зависимости
выглядит так: от величины нагрузки
график зависимости ∆U от коэффициента мощности, т.е.
При активной нагрузке ∆U невелико, при активно-индуктивной оно возрастает до максимального, при φ2 = φк; при активно-емкостной может стать отрицательной.
Внешняя характеристика, т.е. зависимость , строится на основании того, что , то .
Отсюда следует, что наибольшее значение ∆U=Uк при равенстве углов сдвига фаз φ2 = φк, т.е. Cos(φ2 - φ2) = 1.
Чем меньше Cos φ2, тем ниже проходит внешняя характеристика и значительнее изменяется . При активно-индуктивной нагрузке всегда < U 1; при активно-емкостной и некотором φ2 оно может стать больше U1 (т.к. при φ2>0 некоторые члены содержащие Sin φ2 становятся отрицательными). Характер изменения вторичного напряжения в трансформаторах средней и большой мощности (при xk>Rk) при различных значениях угла φ2 различен.
(разобрать φ2>0, φ2=0, φ2<0)
Энергетическая диаграмма
КПД. При передаче энергии из первичной обмотки во вторичную возникают электрические потери мощности в активном сопротивлении первичной и вторичной обмоток ∆PЭЛ1 и ∆PЭЛ2, а также магнитные потери в стали магнитопровода ∆РМ (от вихревых токов и гистерезиса).
Процесс передачи энергии в трансформаторе характеризует энергетическая диаграмма.
В соответствии с диаграммой мощность, отдаваемая трансформатором нагрузке
∆P2=Р1 - ∆PЭЛ1 - ∆PЭЛ2 - ∆PМ, где
Р1 – мощность, поступающая из сети в первичной обмотку.
Мощность PЭМ=Р1 - ∆PЭЛ1 - ∆PМ , поступающая во вторичную обмотку называют внутренней электромагнитной мощностью трансформатора. Она определяет габаритные размеры и массу трансформатора.
|
Коэффициентом полезного действия трансформатора называют отношение отдаваемой мощности Р2 к мощности Р1
или
, где
∆Р - суммарные потери в трансформаторе.
С учетом энергетической диаграммы.
Согласно ГОСТа потери мощности в трансформаторе определяют по данным опытов х.х. и к.з., т.к. в этих опытах трансформатор не отдает мощность нагрузке, следовательно вся мощность поступающая в первичную обмотку, расходуется на компенсацию имеющихся в нем потерь.
При опыте холостого хода ток I0 невелик и электрическими потерями мощности в первичной обмотке можно пренебречь. А магнитный поток практически равен потоку при нагрузке, т.к. его значение определяется приложенным к трансформатору напряжением. Магнитные потери в стали пропорционально квадрату значения магнитного потока следовательно магнитные потери в стали магнитопровода равны мощности, потребляемой трансформатором при ХХ и номинальном первичном напряжении, т.е. ∆РМ≈Р0
Для определения суммарных электрических потерь согласно упрощенной схеме замещения или , где
- суммарные электрические потери при номинальной нагрузке. За расчетную температуру обмоток – условную t0С к которым должны быть отнесены потери мощности и напряжения Uк, принимают для масляных и сухих трансформаторов с изоляцией классов нагревостойкости А, Е, В – t =750; для изоляции классов нагревостойкость F,H - t =1150
Величину можно принять равной мощности Рк, потребляемой трансформатором при опыте к.з., которые проводят при номинальном токе нагрузки. При этом магнитные потери в стали в стали ΔPM малы по сравнению с потерями ΔPЭЛ из-за сильного уменьшения напряжения U1 следовательно и магнитного потока трансформатора и ими можно пренебречь. Т.о.
Полные потери .
Подставляя полученные значения Р и учитывая, что , находим
Это формула для определения КПД трансформатора и рекомендована ГОСТом. Значения Ро и Рк приведены в стандартах и каталогах для соответствующих силовых трансформаторов.
Анализ выражения показывает, что КПД трансформатора зависит от величины нагрузки (β) и от характера нагрузки (Cosφ2)
Максимальное значение КПД соответствует нагрузке, при которой магнитные потери равны электрическим: Отсюда значение коэффициента нагрузки, соответствует ηmax
|
Обычно КПД трансформатора имеет max значение при β’=0.45÷0.65
Кроме КПД по мощности пользуются значением КПД по энергии, которая представляет собой отношения количества энергии отданной трансформатором потребителю W2 (кВт ч) в течение года, к энергии, полученной им от питающей электросети W1 за это же время
КПД трансформатора по энергии характеризует эффективность эксплуатации трансформатора.
Лекция – 5
|
|
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!