Опытное определение параметров схемы замещения трансформатора
Трансформатор как статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока. Методика определения коэффициента трансформации расчетным и опытным путем. Характеристика номинального напряжения короткого замыкания.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.11.2014 |
| Размер файла | 21,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
1. Цель работы
По результатам опытов холостого хода и короткого замыкания трансформатора рассчитать параметры его Г-образной схемы замещения и изменение напряжения трансформатора при изменении нагрузки в зависимости от ее характера.
2. Краткие ответы на контрольные вопросы
1. Объясните принцип работы трансформатора. Что происходит с током первичной обмотки трансформатора при изменении тока во вторичной обмотке?
Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.
В простейшем случае трансформатор имеет одну первичную обмотку 1, в которой подводится электрическая энергия, и одну вторичную обмотку 2, от которой энергия отводится к потребителю (нагрузке). Передача энергии из одной обмотки в другую производится путем электромагнитной индукции. Для усиления электромагнитной связи между обмотками последние обычно располагаются на замкнутом ферромагнитном магнитопроводе 3.
Рис. 1
При включении первичной обмотки трансформатора к сети с синусоидальным напряжением U1 в обмотке возникает ток I1, который создает синусоидально изменяющийся магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф индуктирует ЭДС как в первичной, так и во вторичной обмотке. При подключении к вторичной обмотке нагрузки в этой обмотке возникает вторичный ток I2 и на ее зажимах устанавливается некоторое напряжения U2. Результирующий магнитный поток магнитопровода ФС создается током обеих обмоток.
Увеличение или уменьшение тока во вторичной обмотке приводит соответственно к увеличению или уменьшению тока в первичной обмотке.
2. Что такое коэффициент трансформации? Как определить коэффициент трансформации расчетным и опытным путем?
Коэффициент трансформации трансформатора - это величина, выражающая преобразовательную характеристику трансформатора относительно напряжения.
Коэффициент трансформации опытным путем находится как отношение напряжения на первичной обмотке к напряжению на вторичной обмотке (из опыта холостого хода):
k ? U10/U20 = UAX/Uax.
Расчетным путем коэффициент трансформации можно найти как k = w1 / w2 (где w1 - число витков первичной обмотки, w2 - число витков вторичной обмотки).
3. Какие потери определяют потребляемую в режиме холостого хода активную мощность и в каких конструктивных элементах трансформатора они выделяются?
В режиме холостого хода трансформатор потребляет активную и реактивную мощности, которые обусловлены намагничивающим током трансформатора. Активная мощность обусловлена потерями в стали трансформатора на перемагничивание (гистерезис) и вихревые токи, выделяется в магнитопроводе трансформатора.
4. В опыте холостого хода первичной обмоткой являлась обмотка ВН. Как изменятся потери и ток холостого хода, если в качестве первичной обмотки использовать обмотку НН (на обмотку НН подается номинальное ее напряжение)?
Если в качестве первичной обмотки в опыте холостого хода использовать обмотку НН, то мощность потерь холостого хода не изменится, а ток холостого хода увеличится в k раз (где k - коэффициент трансформации трансформатора) и будет он протекать по обмотке НН, т.к. именно к ней прикладывается напряжение.
5. Какие параметры схемы замещения трансформатора определяются по результатам опыта холостого хода? Как рассчитываются значения этих параметров?
По результатам опыта холостого хода рассчитывают сопротивления схемы замещения трансформатора (в Омах):
z12 ? z10 = U10/I10,
r12 ? r10 = P10/(I102),
x12 ? x10 = z10 sinц0,(где ц0 = arccos(P10/(U10I10)).
6. Какие потери определяют потребляемую в режиме короткого замыкания активную мощность, и в каких конструктивных элементах трансформатора они выделяются?
В режиме короткого замыкания потери в стали незначительны из-за малости приложенного напряжения, поэтому все потери активной мощности практически целиком расходуются на нагрев обмоток трансформатора и могут быть приравнены к номинальным потерям в обмотках трансформатора.
7. Что называется номинальным напряжением короткого замыкания, и в каких единицах оно выражается?
В опыте короткого замыкания напряжение, подводимое к трансформатору, плавно повышается от нуля до значения, при котором токи в обеих обмотках трансформатора равны номинальным. Это и есть номинальное напряжение короткого замыкания uк.н, и обычно оно выражается в процентах от номинального напряжения: uк.н = (U1к/U1ном)·100%.
8. Из каких соображений выбирается большее или меньшее значение напряжения короткого замыкания при проектировании систем электроснабжения?
Напряжение короткого замыкания характеризует внутреннее сопротивление трансформатора:
Xт = (uк.н%/100)·(Uном2/Sном).
трансформатор статический электромагнитный номинальный
Величина uк.н представляет собой очень важный показатель. Через uк.н определяются изменение вторичного напряжения при нагрузке трансформатора, токи короткого замыкания в обмотках трансформатора и другие характеристики. Например, если необходимо ограничить ток короткого замыкания на шинах НН трансформатора при проектировании системы электроснабжения, целесообразно установить трансформатор с более высоким значением uк.н. Если требуется снизить потери напряжения в системе электроснабжения - необходимо выбрать трансформатор с меньшим значением uк.н.
9. Какие параметры схемы замещения трансформатора определяются по результатам опыта короткого замыкания? Как рассчитываются значения этих параметров?
По результатам опыта короткого замыкания рассчитывают сопротивления схемы замещения трансформатора (в Омах):
z1к = U1к/I1к,
r1к = P1к/I1к2,
x1к = z1к sinцк (цк = arccos(P1к/(U1кI1к)).
10. Какие данные необходимы для расчета изменения напряжения трансформатора в функции его нагрузки?
Изменение вторичного напряжения трансформатора в зависимости от величины и характера нагрузки (угол ц) в процентах находится по следующей формуле:
Дu = в(uк.н.аcos ц2 + uк.н.рsin ц2).
где в = I2'/I2н' -- коэффициент нагрузки; ц2 - угол, определяемый характером нагрузки, т.е. соотношением активных и реактивных составляющих в сопротивлении нагрузки; uк.н.а, uк.н.р - соответственно активная и реактивная составляющие номинального напряжения короткого замыкания трансформатора, в процентах.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методика определения номинальных параметров трансформатора: номинальных токов, фазных напряжений, коэффициента трансформации. Параметры Г-образной схемы замещения трансформатора. Вычисление основных параметров номинального режима асинхронного двигателя.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 06.06.2011Параметры трансформатора тока (ТТ). Определение токовой погрешности. Схемы включения трансформатора тока, однофазного и трехфазного трансформатора напряжения. Первичная и вторичная обмотки ТТ. Определение номинального первичного и вторичного тока.
практическая работа [710,9 K], добавлен 12.01.2010Главные параметры асинхронного двигателя с фазным ротором, технические характеристики. Расчет коэффициента трансформации ЭДС, тока и напряжения. Экспериментальное определение параметров схемы замещения. Опыт короткого замыкания и работы на холостом ходу.
лабораторная работа [109,0 K], добавлен 18.06.2015Определение геометрических параметров трансформатора. Выбор схемы магнитопровода. Расчет обмоток высокого и низкого напряжения, потерь мощности короткого замыкания, тока холостого хода трансформатора, бака и радиаторов. Размещение отводов и вводов.
курсовая работа [926,2 K], добавлен 09.05.2015Определение мощности потребителей. Составление схемы замещения прямой последовательности. Определение тока однофазного короткого замыкания. Выбор изоляторов, измерительных трансформаторов. Расчет сопротивлений и тока трехфазного короткого замыкания.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 09.08.2015Возможности трансформаторов в отношении преобразования параметров электрической энергии переменного тока. Методика расчета маломощного трансформатора с воздушным охлаждением. Выбор магнитопровода, определения числа витков обмоток, КПД трансформатора.
курсовая работа [285,9 K], добавлен 04.03.2013Определение мощности районных потребителей отпаечной тяговой подстанции; выбор понижающего трансформатора. Разработка схемы замещения и расчет тока короткого замыкания. Подбор и проверка основного оборудования ТП переменного тока промышленной частоты.
курсовая работа [610,2 K], добавлен 14.05.2013Выбор линий электропередач для системы электроснабжения. Определение номинального первичного тока трансформатора. Анализ схемы замещения для расчёта токов короткого замыкания. Вычисление сопротивления асинхронных двигателей при номинальной нагрузке.
курсовая работа [355,8 K], добавлен 08.06.2017Определение импульса квадратичного тока. Составление схемы замещения и расчет параметров ее элементов. Расчет тока для заданного режима потребления, тока короткого замыкания и ударного тока для заданной точки замыкания. Выбор электрических аппаратов.
курсовая работа [131,2 K], добавлен 18.10.2009Устройство трёхфазных силовых трансформаторов. Определение параметров короткого замыкания, магнитной системы трансформатора, тока и потерь холостого хода. Тепловой расчёт обмоток и бака. Определение массы масла. Описание конструкции трансформатора.
курсовая работа [168,3 K], добавлен 12.12.2014Исследование назначения машин переменного тока, их места в системе энергоснабжения. Анализ принципа действия трансформатора. Характеристика его работы в режиме холостого хода и короткого замыкания. Оценка качества работы магнитной системы трансформатора.
презентация [254,5 K], добавлен 21.10.2013Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора и их значение. Сущность напряжения короткого замыкания. Средства улучшения коммутации в машинах постоянного тока. Устройство и принцип действия автотрансформатора, его достоинства и недостатки.
контрольная работа [903,3 K], добавлен 09.10.2010Расчет трехфазного короткого замыкания, параметров и преобразования схемы замещения. Определение долевого участия источников в суммарном начальном токе короткого замыкания и расчет взаимных сопротивлений. Составление схемы нулевой последовательности.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.03.2015Расчет нагрузки на линиях, трансформаторе и генераторе. Определение параметров схемы замещения в относительных единицах. Расчет тока короткого замыкания методом узловых напряжений, расчетных кривых, спрямленных характеристик и аналитическим методом.
контрольная работа [254,4 K], добавлен 18.04.2011Расчёт симметричного и несимметричного короткого замыкания: выбор параметров элементов электрической системы замещения. Определение ударного тока КЗ. Режим несимметричного короткого замыкания. Составление схемы замещения для активных сопротивлений.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 21.08.2012Проект трансформатора, электрические параметры: мощность фазы, значение тока и напряжения; основные размеры. Расчет обмоток; характеристики короткого замыкания; расчет стержня, ярма, веса стали, потерь, тока холостого хода; определение КПД трансформатора.
учебное пособие [576,7 K], добавлен 21.11.2012- Измерение электрических величин при исследовании однофазного двухобмоточного силового трансформатора
Исследование трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания. Расчет тока холостого хода в процентах от номинального первичного, коэффициента мощности в режиме холостого хода. Порядок построения характеристики холостого хода трансформатора.
лабораторная работа [19,0 K], добавлен 12.01.2010 Выполнение расчета и анализа переходного процесса для режимов электрической системы. Паспортные данные силового оборудования схем. Расчет параметров схемы замещения. Этапы преобразования схемы. Значения периодической слагаемой тока короткого замыкания.
курсовая работа [503,8 K], добавлен 18.04.2015Устройство, назначение и принцип действия трансформаторов. Расчет электрических величин трансформатора и автотрансформатора. Определение основных размеров, расчет обмоток НН и ВН, параметров и напряжения короткого замыкания. Расчет системы охлаждения.
реферат [1,6 M], добавлен 10.09.2012Расчет двух- и трёхфазного короткого замыкания в электроэнергетической системе. Приведение параметров элементов схемы замещения к базисным условиям и определение периодической составляющей сверхпереходного тока. Фазные составляющих тока и напряжения.
курсовая работа [955,6 K], добавлен 02.07.2011
