Меню

Определение линейных токов трансформатора

Расчет основных электрических величин и главной изоляции обмоток трансформатора

Расчет трансформатора начинается с определения основных электрических величин: мощности на одну фазу и стержень; номинальных токов на стороне ВН и НН; фазных токов и напряжений.

¨ Мощность одной фазы трансформатора, кВ*А,

= ,
где S – мощность трансформатора; m – число фаз.

¨ Мощность на одном стержне, кВ*А,

S` = ,
где C– число активных (несущих обмотки) стержней.
Обычно для 3-фазных трансформаторов число фаз равно числу стержней.

¨ Номинальный (линейный) ток, А,

на стороне НН I1 = ;
на стороне ВН I2 = ,
где S – мощность трансформатора, кВ*А; U1и U2 – соответствующие значения напряжений обмоток, кВ.
Для однофазного трансформатора номинальный ток, А, определяется по формуле
I = .
При определении токов мощность подставляется в киловатт-амперах (кВ*А), а напряжение в киловольтах (кВ).

¨ Фазные токи, А, трехфазных трансформаторов

при соединении в звезду или зигзаг:
Iф = Iл;
при соединении обмотки в треугольник
Iф = ,
где IЛ – номинальный линейный ток трансформатора.
Схема соединения и группа обмоток обычно задается.

¨ Фазные напряжения, В, трансформатора

при соединении обмотки в звезду или зигзаг:
= ,
при соединении обмотки в треугольник:
Uф = Uл,
где Uл – номинальное линейное напряжение соответствующих обмоток.

¨ Испытательное напряжение трансформатора

Необходимо для определения основных изоляционных промежутков, между обмотками и другими токоведущими деталями.
Это напряжение, при котором проводится испытание трансформатора, а именно электрическая прочность изоляции.
Испытательное напряжение для каждой обмотки трансформатора определяется по табл. 1 или 2 в зависимости от класса напряжения соответствующей обмотки.

Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц) для масляных силовых трансформаторов (ГОСТ 1516.1-76)

Источник

Решение. 1. Определяем номинальные токи в обмотках трансформатора

1. Определяем номинальные токи в обмотках трансформатора.

Под номинальными токами I, I понимаются линейные токи независимо от схемы соединения обмоток, а под номинальным напряжением — линейные напряжения на зажимах трансформатора в режиме холостого хода.

Номинальная мощность определяется независимо от схемы соединения обмоток:

Используя соотношение (4.12) определяем номинальные токи:

2. Определяем коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений.

Коэффициент трансформации — это отношение действующего значения напряжения первичной обмотки к действующему значению напряжения вторичной обмотки трансформатора:

Читайте также:  Векторная диаграмма тока нулевой последовательности

Определяем коэффициент трансформации линейных напряжений:

Для определения коэффициента трансформации фазных напряжений необходимо знать фазные напряжения U, U. Так как первичная обмотка соединена «звездой», то напряжение на фазе первичной обмотки будет:

Из условия соединения вторичной обмотки «треугольником» имеем:

Коэффициент трансформации фазных напряжений:

3. Определяем параметры Т-образной схемы замещения.

Схема замещения трехфазных трансформаторов составляется только для одной фазы, поэтому для расчета ее параметров необходимо использовать: фазные токи, напряжения, мощности.

Т-образная схема замещения приведена на рис. 4.5.

Полагая, что и , определяем активные и реактивные сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора из соотношений:

Активные сопротивления обмоток:

Реактивное сопротивление обмоток:

Находим параметры ветви намагничивания z, r, х.

где А — ток холостого хода.

Активное сопротивление находим, используя формулу мощности потерь холостого хода:

4. Определяем процентное изменение вторичного напряжения, используя формулу:

где Uк.а, Uк.р. — соответственно активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания, выраженные в %.

Подставляя в формулу (4.17) полученные значения составляющих напряжения короткого замыкания и различные значения коэффициента нагрузки, получим значения U2. Результат расчета сводим в таблицу 4.3

0,25 0,5 0,75 1,0
U2, % 1,17 2,35 3,52 4,69
U2, % -0,36 -0,72 -1,08 -1,44

5. Для построения внешней характеристики трансформатора, определяющей зависимость изменения вторичного напряжения от коэффициента нагрузки, воспользуемся формулой:

Результат расчета U2 при различных и cos 2 = 0,8 для случая 2 > 0 и 2

Источник

Расчет основных электрических величин трансформаторов

Расчет трансформатора начинается с определения основных электрических величин таких как, мощности на одну фазу и стержень, номинальных токов на стороне ВН и НН, фазных токов и напряжений.

Мощность одной фазы трансформатора, кВ×А,

где m – число фаз трансформатора.

Мощность на одном стержне

где с — число активных стержней трансформатора, с=3;

S — номинальная мощность трансформатора, кВ·А.

Далее определяем линейные и фазные токи, а так же фазные напряжения для двух обмоток: высокого напряжения (все рассчитываемые величины для этой обмотки должны быть с индексом 1) и низкого напряжения (все рассчитываемые величины — с индексом 2).

Номинальный (линейный) ток обмоток ВН и НН трехфазного трансформатора, А,

где S — мощность трансформатора, кВ×А;

U — номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки, В.

Читайте также:  Величина тока в бортовой сети автомобиля

Фазный ток обмотки одного стержня трехфазного трансформатора, А:

при соединении обмоток в звезду или зигзаг

при соединении обмоток в треугольник

где I- номинальный ток определяемый по формуле 3.3.

Фазное напряжение трехфазного трансформатора, В:

при соединении обмотки в звезду или зигзаг

при соединении обмотки в треугольник

здесь U-номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки (по заданию), В.

При соединении обмотки в зигзаг результирующее фазное напряжение образуется геометрическим сложением напряжений двух частей обмотки, находящихся на разных стержнях (рис.3.1).

В силовых трансформаторах общего назначения обе части обмотки на каждом стержне имеют равное число витков. В этом случае фазное напряжение образуется суммой равных напряжений двух частей обмоток, сдвинутых на 60 о . Напряжение одной части обмотки фазы при этом может быть определено из формулы:

Общее число витков такой обмотки на одном стержне будет определяться не UФ, как при соединении обмотки в звезду, а 2 UФ/ , т.е. увеличится в 1,155 раза.

Рисунок 3.1 Схема соединения в зигзаг

Исходя из этого для обмотки НН соединенной по схеме зигзаг необходимо дополнительно рассчитать фазное напряжение по формуле:

где UФ – фазное напряжение вторичной обмотки соединенной в зигзаг, рассчитанной по формуле 3.6.

Для определения изоляционных промежутков между обмотками и другими токоведущими частями и заземленными деталями трансформатора существенное значение имеют испытательные напряжения, при которых проверяется электрическая прочность изоляции трансформатора. Эти испытательные напряжения определяются согласно заданной системе охлаждения по таблицам 3.1 и 3.2 для каждой обмотки по ее классу напряжения.

Таблица 3.1 Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц) для масляных силовых трансформаторов (ГОСТ 1516.1-76)

Класс напряжения, кВ
Испытательное напряжение Uисп, кВ

Таблица 3.2 Испытательные напряжения промышленной частоты (50Гц) для сухих силовых трансформаторов (ГОСТ 1516.1-76)

Класс напряжения, кВ До 1,0
Испытательное напряжение, кВ

Потери короткого замыкания, указанные в задании, дают возможность определить активную составляющую напряжения короткого замыкания, %:

где Рк – потери короткого замыкания в Вт;

S – полная мощность трансформатора в кВ·А.

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания при заданном Uк определяется по формуле

Источник



Определение линейных и фазных токов и напряжений ВН и НН

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Читайте также:  Отрицательная обратная связь по току нагрузки

Введение

Силовой трансформатор – важнейший элемент любой электроэнергетической системы. Передача электрической энергии на большие расстояния от места ее производства до места ее потребления требует в современных сетях не менее чем пяти–шестикратной трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах. Необходимость распределения энергии между многими мелкими потребителями приводит к значительному увеличению числа отдельных трансформаторов по сравнению с числом генераторов. Вследствие этого, общая мощность всех трансформаторов, установленных в сети, в настоящее время превышает общую генерирующую мощность в 7–8 раз, а в будущем она еще может увеличиться.

В соответствии с ГОСТ 30830–2002 трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две или больше индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока. Трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии, называется силовым. Если силовой трансформатор предназначен для включения в сеть, не отличающуюся особыми условиями работы, или для питания приемников электрической энергии, не отличающихся особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы, то он называется силовым трансформатором общего назначения.

Важнейшая задача при проектировании силовых трансформаторов в настоящее время – задача существенного уменьшения потерь энергии в них, которые выделяются в магнитной системе и в обмотках. Уменьшение потерь в магнитопроводе достигается в основном за счет применения холоднокатаной электротехнической стали с улучшенными магнитными свойствами – низкими и особо низкими удельными потерями и удельной намагничивающей мощностью. Наряду с уменьшением потерь при проектировании трансформаторов должно соблюдаться требование наиболее эффективного использования материалов с целью уменьшения стоимости всего изделия.

Задание

Тип трансформатора Т-110/3,5.

Мощность трансформатора S =110 кВ∙А;

число фаз m = 3;

частота f = 50 Гц.

Номинальные напряжения обмоток:

первичное – 3500 В;

вторичное – 400 В.

Схема и группа соединения Y/Δ – 11.

Переключение ответвлений без возбуждения (ПБВ).

Режим работы – продолжительный.

Символы величин обмотки НН обозначаются с индексом “1”, обмотки ВН – с индексом “2” (обмотка НН размещается на стержнях магнитной системы, обмотка ВН – снаружи).

Мощность одной фазы и одного стержня:

Номинальные (линейные) токи на сторонах:

Источник