Файл: Расчёт характеристик трансформатора и электрических двигателей.docx

Опыт короткого замыкания(КЗ).
При коротком замыкании вторичной обмотки сопротивление трансформатора очень мало и ток короткого замыкания во много раз больше номинального. Такой большой ток вызывает сильный нагрев обмоток трансформатора и приводит к выходу его из строя. Поэтому трансформаторы снабжаются защитой, отключающей его при коротких замыканиях. При опыте короткого замыкания вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко, т.е. напряжение на зажимах вторичной обмотки равно нулю. Первичная обмотка включается в сеть с таким пониженным напряжением, при котором токи в обмотках равны номинальным. Такое пониженное напряжение называется напряжением короткого замыкания и обычно равно 5,5% от номинального значения.[6] По данным опыта короткого замыкания определяется напряжение короткого замыкания , его активная и реактивная составляющие, потери на нагревание обмоток трансформатора при номинальной нагрузке и активное, реактивное и пол­ное сопротивления трансформатора при коротком замыкании , , и . Потери в обмотках указываются ваттметром. Приборы при КЗ подключается как на рисунке 2.1.3.


Рисунок 2.1.2 Опыт ХХ.




Рисунок 2.1.3 Опыт КЗ.
2.2 Расчет характеристик трансформатора.
Таблица 2.1- Расчетные данные трехфазного трансформатора

Номер варианта	Тип трансформатора								Схема соединения и группа
71	ТМ-250/10	250	10	0.4	0.82	3.7	4.5	2.3	Y/Y0 - 0

---

Где - номинальная мощность трансформатора;

- номинальное линейное напряжение пер­вичной обмотки;

- номинальное линейное напряжение вто­ричной обмотки;

- мощность потерь холостого хода;

- -мощность потерь короткого замыкания;

- напряжение короткого замыкания в про­центах относительно фазного напряжения первичной обмотки;

- ток холостого хода в процентах от номи­нального фазного тока первичной, обмотки.

2.2.1 Электрическая схема соединения обмоток трансформатора (рисунок 2.1.1):

Рисунок 2.1.1 Схема соединения трансформатора Y/Y

2.2.2 Номинальные фазные напряжения.

Номинальные фазные напряжения первичной и вторичной обмоток имеют одинаковою формулу(2.1), так как имеют одинаковую схему:




Где группы соединения
Подставим значения из таблицы данных:

2.2.3 Коэффициент трансформации.

Расчетный коэффициент трансформации трехфазного трансформатора определяется отношением фазных напряжений в режиме холостого хода, которое практически равно отношению ЭДС, так как при разомкнутой цепи вторичной обмотки , а

---

. Поэтому выражение для коэффициента трансформации можно записать как(2.2):



Где



Подставим данные:

2.2.4 Номинальные линейные и фазные токи.

Номинальные линейные и фазные токи первичной и вторичной обмоток определяются по формул (2.3):


Где


Так как соединение группы Y0/ , то

Найдём линейные токи:

2.2.5 Изменение напряжения _.

Изменение напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора при нагрузках, равных: β= 0; 0,2; 0,4;. 0,6; 0,8; 1,0 и = 0,8. Построим внешнюю характеристику трансформатора.

Величину можно рассчитать по заданному коэффициенту нагрузки β, коэффициенту мощности

---

и напряжению короткого замыкания , указываемого в паспорте трансформатора при неизменном напряжении на зажимах первичной обмотки. Воспользуемся формулой(2.4):


Где





Β-коэффициент нагрузки
Активная составляющая напряжения короткого замыкания определяется по формуле(2.5):


Где -напряжение короткого замыкания в про­центах относительно фазного напряжения первичной обмотки, В


Угол между активным и полным сопротивлениями короткого замыкания находится по формуле(2.6):


Где


Полное сопротивление короткого замыкания фазы трансформатора определяется по формуле(2.7):



Где


Напряжение короткого замыкания в вольтах можно определить по формуле(2.8):

---

Где

напряжение короткого замыкания в про­центах относительно фазного напряжения первичной обмотки
Подставим данные в формулу 2.8, получим:


Полное сопротивление короткого замыкания фазы трансформатора:



Активное сопротивление короткого замыкания фазы трансформатора определяется по формуле(2.9):



Где


Подставим данные:



Найдём угол между активным и полным сопротивлениями короткого замыкания:



Угол между реактивным и полным сопротивление короткого замыкания ,то есть можно выразить через :


Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:

Подставим все полученные данные в формулу 2.4 и получим:

---