Электрические машины. Прохоров С.Г - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КНИТУ-КАИ им. Туполева | Казань

Составители: 

Рубрика: 

18
КПД трансформатора.
КПД трансформатора в номинальном режиме определяют по формуле:
к10н2
н2
об.нс.нн2
н2
н
η
PPP
P
PPP
P
++
≈
++
=
. (1.45)
Здесь можно предположить, что, во-первых, Р
0
≈Р
с.н
, а во-вторых Р
об.н
≈Р
1к
.
Первая запись справедлива, потому что потери в стали определяются напряже-
нием, а напряжения в номинальном режиме и в опыте холостого хода одинако-
вы. Вторая запись справедлива, потому что мощность потерь в обмотках опре-
деляется током, а токи в номинальном режиме и в опыте короткого замыкания
одинаковы.
По найденным параметрам схемы
замещения можно рассчитать любой
режим работы трансформатора, используя известные методы расчета электри-
ческих цепей, включая режим холостого хода, номинальный и режим эксплуа-
тационного короткого замыкания, который является аварийным режимом, где
токи трансформатора в десятки и сотни раз могут превышать номинальные то-
ки. По расчету тока короткого замыкания этого режима выбирается аппаратура
защиты: плавкие предохранители, автоматические выключатели и т.д.
1.6. ВНЕШНЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАНСФОРМАТОРА
Внешняя характеристика трансформатора — это зависимость напряжения
на нагрузке от тока вторичной обмотки U
н
(I
2
) либо U'
н
(I'
н
). От одной зависимо-
сти можно легко перейти к другой, используя формулы:
. , ,
'
н
'
2
2
'
2н
'
н
II
K
I
IUKU ==⋅=
(1.46)
Попытаемся получить зависимость
)(
'
н
'
н
IU , используя схему замещения.
Упрощенная схема замещения трансформатора без учета поперечной ветви
имеет вид, представленный на рис. 1.15.
Предположим, что сопротивление z'
н
имеет активно-индуктивный характер, тогда
напряжение на нагрузке будет опережать ток
нагрузки на угол нагрузки
ϕ
2
. Построим век-
торную диаграмму для данной схемы заме-
щения (рис. 1.16).
Из векторной диаграммы можно запи-
сать:
ОА=ОС-(АВ+ВС),
где ОА=U
н
'
, АВ=I'
2
.
r
к
.
cosϕ
2
, ВС= I'
2
.
Х
рк
.
sinϕ
2
, ОС≈U
1н
, так как угол (ϕ
1
- ϕ
2
)
мал.
X
рк
c
d
r
к
U
1н
I
1н
=-
I
2
'
-
U
'
н
z
н
'
Рис. 1.15. Упрощенная схема замеще-
ния трансформатора с нагрузкой 
       КПД трансформатора.
       КПД трансформатора в номинальном режиме определяют по формуле:
                         P2 н                 P2 н
        ηн =                          ≈                  .                    (1.45)
                P2 н   + Pс.н + Pоб.н   P2 н + P0 + P1 к
       Здесь можно предположить, что, во-первых, Р0≈Рс.н, а во-вторых Роб.н≈Р1к.
 Первая запись справедлива, потому что потери в стали определяются напряже-
 нием, а напряжения в номинальном режиме и в опыте холостого хода одинако-
 вы. Вторая запись справедлива, потому что мощность потерь в обмотках опре-
 деляется током, а токи в номинальном режиме и в опыте короткого замыкания
 одинаковы.
       По найденным параметрам схемы замещения можно рассчитать любой
 режим работы трансформатора, используя известные методы расчета электри-
 ческих цепей, включая режим холостого хода, номинальный и режим эксплуа-
 тационного короткого замыкания, который является аварийным режимом, где
 токи трансформатора в десятки и сотни раз могут превышать номинальные то-
 ки. По расчету тока короткого замыкания этого режима выбирается аппаратура
 защиты: плавкие предохранители, автоматические выключатели и т.д.

             1.6. ВНЕШНЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАНСФОРМАТОРА

       Внешняя характеристика трансформатора — это зависимость напряжения
 на нагрузке от тока вторичной обмотки Uн(I2) либо U'н(I'н). От одной зависимо-
 сти можно легко перейти к другой, используя формулы:
                                I2
        Uн' = K ⋅ Uн , I 2' =      , I 2' = I н' .                            (1.46)
                                K
          Попытаемся получить зависимость U н' ( I н' ) , используя схему замещения.
  Упрощенная схема замещения трансформатора без учета поперечной ветви
  имеет вид, представленный на рис. 1.15.
        I1н=-I2' rк       Xрк               Предположим, что сопротивление z'н
      c                               имеет активно-индуктивный характер, тогда
                                      напряжение на нагрузке будет опережать ток
           U1н                        нагрузки на угол нагрузки ϕ2. Построим век-
                         -U 'н   zн '
                                      торную диаграмму для данной схемы заме-
     d                                щения (рис. 1.16).
Рис. 1.15. Упрощенная схема замеще-         Из векторной диаграммы можно запи-
  ния трансформатора с нагрузкой      сать:

       ОА=ОС-(АВ+ВС),

 где ОА=Uн', АВ=I'2.rк. cosϕ2, ВС= I'2. Хрк. sinϕ2, ОС≈U1н, так как угол (ϕ1 - ϕ2)
 мал.

                                                     18

Страницы