Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 34
Текст из файла (страница 34)
При номинальной рас! рас2' полной мощности Я =5000 е 5600 кВ А и номинальном высшем ианом пряжении 6,3 и 1О кр напряжение и = 5,57с, а при номинальной мощно» с!и 3200 — 4200 кВ А и номинальном высшем напряжении 35 кВ па- п ря же ние и = 79с. к Опьп короткого замыкания может служить также контрольным опьпом для определении коэффициента трансформации. При коротком замыкании в уравнении (9.4) составляющая 7 и, ничтожно мала !х по сравнению с двумя другими составляющими и ею можно пренебречь, следовательно, В,З.
ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРА У 1«(1% = '"'" 100%. (9.20) и 1ном Иэ упрощенной эквивалентной схемы замещения трансформатора (рис. 9 16, а) и его векторной диаграммы (рис. 9.!6, б) следует, что изменение напряжения трансформатора — ~,' «и (т ч1, + х з!и 1оэ ) 1,, или по (9.20) 11 Ь(1% = — (т соя ч27 э х з!п1сэ) 100%, и К к 1ном (9.21) По (9.21) на рис. 9.17, а построена зависимость измене1шя напряжения от коэффициента мощности нагрузки соз Рт при 1, = сопят.
Наибольнее значение Ь(1% соответствует условию соат17 = созр, лри К выполнении которого вектор внутреннего падения напряжения Х 1, совпадает по направлению с вектором первичного напряжения Ц (рис. 9.16, б, вертикальная штриховая линия), вследствие чего (17 = (11 7 11. Внешняя характеристика трансформатора определяет зависимость изменения вторичного напряжения (17 от тока нагрузки 1, = 111п„ при постоянном коэффициенте мощности приемника Рэ = сопят и номинальном первичном напряжении Ц = (1 .
Часто для определения 1ном внешней характеристики пользуются относительными единицами, т. е. 213 Рассмотрим режим работы трансформатора при различных значениях комплексного сопротивления нагрузки Уэ = 7 1 321. Если напряжение между вьшодами первичной обмотки трансформатора постоянно и рав- но номинальному значению Ц = У, то при изменении комплексно1ном' го сопротивления нагрузки изменяются токи в обмотках трансформа- тора 1, и 17 и вторичное напряжение ()7, Чтобы определить изменение вторичного напряжения, его обычно приводят к числу витков первичной обмотки. Изменением напряжения назьвается разность действующих знзчений привеценного вторичного напряжения (17 = (и 1/3оэ) 11, При холостом ходе н при заданном комплексном сопротивлении нагрузки.
Первое из них практически равно (1 . Следовательно, изменение напряжения равно (1 — (17, 1ном' 1ном Оно выражается обыкновенно в процентах номинального первичного напряжения и называется процентным изменением напряжения транс- форматора; цг и 1 грг г) 1 22/1г„с„ а7' Рнс 9.17 отношением вторичного напряжения к его номинальному значению У =лг, У,„, и коэффициентом загрузки трансформатора гг 2нам' (9.22) где 1 — ток нагрузки при номинальном первичном токе 11 = 2нам = 7, . С учетом (9.20) и (9.21) внешняя характеристика трансформатора в относительных единицах выражается зависимостью 1 '2 сггг гм г!ном — 1- — — / = 1- 7сз '"'" (г созР2+ 1ном и 1ОО ( гг !нам + х з1л922), которая при Ф > 0 представлена на рис.
9.17, б для двух значений 2 соа 922. 9,9, МОЩНОСТЬ ПОТЕРЬ В ТРАНСФОРМАТОРЕ На рис. 9.18 показана энергетическая диаграмма трансформатора. Здесь Р, — мощность первичной обмотки; Рй — мощность потерь пр! на нагревание проводов первичной обмотки; Р— мощность потерь с в магнитопроводе (в стали) на гистерезис и вихревые токи; разность Р, — Р— Р = Р,г — мощность во вторичной обмотке; часть мощ- прг с ности Р,г составляет мощность потерь на нагревание проводов Р пр2' а оставцняся часть Р, равна мощности цепи, которая питается от трансФорьсатора: Рг =Р12 Рп„г =Р! Р„! — Р Отноцнние активной мощности Рг на выходе трансформатора к активной мощности Р, на входе (9,23) 21 = Р27Р1, нли !7 "/г = (Рг/Р!) 100 г, 214 Р1 — .ЬР ЬР 51Р 1 = ! — — .
(9.24) Р1 Р1 Рт+ ЬР Рт т! Рт + ЛР Мощность потерь в трансформаторе равна сумме мощностей потерь в магнитопроводе Р и в проводах обмоток Р . При номинальных с пр' значениях первичных нзпрнжения Г) = <7 и тока 1, = I мощ. 1пом 1пом ности потерь в магнитопроводе и проводах обмоток практически равны активным мопцюстлм трансформатора в опытах холостого ход" (Ч 9,6) и короткого замь1кания (й 9.7) соответственно. Рассмотрим зависимость К!РД трансформатора от режима работы прп номинальном первичном напряжении Ц = </ в случае прием1пом НИКа С РаапнчпЫМН ПОЛНЫМП СОПРОтИВЛЕНИЯМН Зз И ПОСТОЯННЫМ КО- зффициснтом мощности соз Р, = сопят, При изменении полного сопротивления приемника изменя1птся его мощность, токи в обмоткзх, а ст1едователы1о, потери в прс1водах обмоток и КПД трансформатора.
чА 99 98 97 95 95 99 95 97 91 90 Рср1 1с 0 095 0,50 0,75 1 )<р Рпс 9 1я Рпс 9 19 215 называется !<ПД трансформаторз. В общем случае КПД трансформатора зависит от режима раГюты. При номинальных значениях напряжения Ц = <7 и тока 1 1пом 1 = 1, первию1ой обмотки трансформатора и козффицненте мощности приемтглка соя 1рт > 0,8 К!П очень высок и у мощных трансформаторов превышает 995сс. По агой причине почти не примепяетсн прямое определение КПД трансформатора, т.
е. на основании непосредственного измерения мощностей Р, и Р,. Для получения удовлетворительных результатов нужно было бы измерять мощности Р, и Р, с такой высокой точностью, какую практически получить очень трудно, По относительно просто можно определить КПД методом косвенного измерения, основанного на прямом измерении мощности потерь в трансформаторе Тзк кзк мо1цность потерь ЬР = Р, — Р,, то КПД тритсфорыаторз Потери в проводах обмоток называют переменными потерями трансформатора, потери в магннтопроводе — постоянными лагерями Мощность потерь в проводах обмоток равна (рис. 9 Л 6, а) 2нам) з к ном' где 2сз — коэффициент загрузки трансформатора (9.22); Р мощность потерь в проводах обмоток при номинальных токах.
Приизменении тока вторичной обмотки от нуля цо номинального с.. и =. а!=и =и и„. 2 2ном гном Активная мощность на выходе трансформатора Р, = Уззгсоачгг = гсз(222 соассг = гсзэ соазсг, 2ном нам КПД трансформатора по (9.24) срР— 1 — — !00% = ! 2+ 1- ага Ь Р з к нам с 100'йр. а~я сор ссг + гс Р + Р / ном г З к.ном с т Следовательно, КПД трансформатора зависит от значений коэффициента мощности приемника соа!Рг и коэффициента загрузки кз.
При постоянном значении коэффициента мощности приемника, приравняв нулю произвоцную от л по lсз, найдем, что КПД трансформатора р р р = '„р рр , „. с . р кпз для максимальной загрузки ()сз =- !) можно получить при равенстве мощностей потерь в магнитопроводе и потерь в проводах. В действительности при проектировании трансформатора приходится учитывать, что трансформатор значительнуго часть времени может быль не полностью загружен. По этой причине трансформаторы обычно рассчитьвают так, чтобы максимум КПД (рис. 9.19) соответствовал средней нагрузке; например, при отношении мощностей потерь Р,(Р „„= 0,5 + 0,25 максимум КПД будет при нагрузке, которой соответствует р, = Гррр =рр-:05.
9.20. ОСОБЕННОСТИ ТРЕХФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Все полученное вьпне для оцнофазных трансформаторов можно распространить на каждую фазу трехфазного трансформатора в случае симметричной нагрузки. Рассмотрим особенности устройства и работы трехфазных трансформаторов. 2! 6 Пля трехфазной цепи (гл. 3) можно воспользоваться трансформаторной группой — тремя однофазными трансформаторами (рис. 9.20, а), Но можно объединить три однофазных трансформатора в один трехфазный аппарат и при этом получить экономию материалов. Покажем наглядно, чта обусловливает зкономию материала при построении трехфазного трзнсформатора, Составим магнитопровод трехфазного трансформатора, оставив беэ изменения те части магнитопроводов трех однофазных трансформаторов, на которых расположены обмотки, и соединив свободные части вместе (рис.
920, б). Тзкое построение магнитной системы можно сопоставить с соединением трех участков электрических цепей звездой (см. рис. 3,4) . Но для трехфазной системы при симметричной нагрузке нейтральный провод не нужен, так как тока в нейтральном проводе нет; отказавшись от нейтрального провода, получим экономию меди.
Нейтральному проводу в магнитной системе трехфазного трансформатора соответствует средний общий стержень (рис. 9.20, б). При симметричной трехфазной системе этот стержень не нужен и может быть удален (рис. 9.20, в), так как сумма мгновенных значений трех магнитных потоков в любой момент времени равна нулю. Симметричный магнитопровод (рис. 9.20, в) неудобен для изготовления и обычно заменяется несимметричным магнитопроводом (рис.
9.20, г). У такого трансформатора вследствие неравенствз магнитных сопротивлений различных стержней магнитопровода значения намзгничивающих токов отдельных фаз не одинаковые. Однако эта несимметрия намагничивающих токов существенного значения не имеет. Трансформаторная группа из трех однофазных трансформаторов дороже, чем трехфазный трансформатор той же мощности; она занима- А Х г г) Рис 9.20 217 ет болыпс места, и ее КП)1 несколько ниже. Но при такой группе в качестве резерва па случай аиарии или при ремонте достаточно иметь один оцнофазиый трансформатор, так как маловероятно одновременное поврежцецие всех трех оццофэзных трансформаторов, а профилактически ремонтировать их можно поочередно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
