Звезда/треугольник - Y/D

; ; К_л = ; К_л = К_ф ; ,

треугольник – треугольник - D/D

U_1Ф = U_1Н; U_2Ф = U_2Н; К_л = К_ф; К_л = W₁/ W₂; W₁ = К_л W₂,

треугольник – звезда - D/ Y

U_1Ф = U_1Н; ; К_л = ; К_л = ; W₁ = К_л W₂ . (1.1)

3. Определяем максимальное значение магнитного потока по формуле

Ф_m = U_1H /(4,44 f W₁). Определяем потери холостого хода (P₀), средние значения токов холостого хода (I₀) и коэффициент мощности холостого хода (cosj₀) для напряжений U₁ = (0; 0,2; 0.4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2) U_1H. В начале удобнее выполнять расчеты для U₁ = U_1H. Потери холостого хода

[Вт], (1.2)

где коэффициент добавочных потерь k_Д = 1 при диаметре стержня D_С < 0,2м и k_Д» 1,05 при D_c > 0,2 м; Р_С- потери в стержнях [Вт/кг]; G_С- масса стержней [кг]; Р_Я- потери в ярме [Вт/кг]; G_Я- масса ярма [кг].

Определяем массу стержней и ярма

G_С = 3 Q_С H_Сg; G_Я = 2×g(2L Q_Я + Q_С H_Я), (1.3)

где g = 7,6×10³ кг/м³ – удельная плотность трансформаторной стали; Q_С – активное сечение стержня [м²], Q_Я – активное сечение ярма [м²], H_С – высота стержня [м], Н_Я – высота ярма [м], L – расстояние между осями стержней [м].

Удельные потери P_C и Р_Я определяем из таблицы 1.2 (приложение c. 19) по полученным значениям В_С и В_Я Индукция в стержне и ярме

; , (1.4)

где f – частота, W₁ – количество витков первичной обмотки.

После определения потерь в стали Р_О находим активную и реактивную составляющие тока холостого хода по формуле

[A]; [A]. (1.5)

Ток холостого хода протекает в первичной цепи, поэтому в формулы токов надо подставлять U₁. Намагничивающую мощность определяем из уравнения

Р_НАМ = G_С P_С.НАМ + G_ЯР_Я.НАМ + n_СТ Q_С P_СТ,НАМ, (1.6)

где P_С.НАМ, Р_Я.НАМ и P_СТ,НАМ - удельные намагничивающие мощности для стержней, ярма и стыков (зазоров), определяемые по таблице 1.3 (приложение с.20). Число стыков (зазоров) между листами стержней и ярем, для трехфазных трансформаторов со сборкой внахлестку n_СТ = 7. Шихтовка в одну пластину. Определяем среднее значение тока холостого хода

, [A] Cosj₀ = I_0a / I₀ (1.7)

для напряжений U₁ =(0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25) U_1Н. Результаты расчетов сводим в таблицу 1.4.

Таблица 1.4

U1/U1н[B]		0,25	0,5	0,75	1,0	1,25
U1[B]
P0[Вт]
Pнам[ВА/кг]
I0a[A]
I0p[A]
I0[A]
Cosj0

По расчетным данным строим зависимости I₀ = f(U₁), P₀ = f(U₁), cosj₀ = f(U₁) в единой системе координат.

4. Определяем параметры схемы замещения по данным режимов холостого хода и короткого замыкания в номинальном режиме. Так как r₁ = r₂^¢ и х₁ = х₂^¢, то

r₁ = r₂^¢ = r_к/2 и то х₁ = х₂^¢ = х_к/2.

Активное сопротивление короткого замыкания [Ом]. (1.8)

При соединении фаз первичной обмотки звездой номинальный первичный фазный ток

[A]. (1.9)

Полное сопротивление короткого замыкания [Ом]. (1.10)

Индуктивное сопротивление короткого замыкания [Ом]. (1.11)

Полное сопротивление намагничивающего контура [Ом]. (1.12)

Активное сопротивление намагничивающего контура [Ом]. (1.13)

Индуктивное сопротивление намагничивающего контура

[Ом]. (1.14)

Вычерчиваем Т – «образную» схему замещения приведенного трансформатора.

5. Определяем процентное изменение вторичного напряжения DU₂ трансформатора при переходе с режима холостого хода к номинальной нагрузке для активной cosj_H = 1, активно-индуктивной cosj_H = 0,8 и активно-емкостной нагрузок cosj_H = 0,8 при изменении коэффициента нагрузки b = (0; 0,2;0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2) по формуле

DU₂ % = β[ (U_ка %)Cos φ₂ + (U_кр %)Sin φ₂. ], где ; (1.15)

Данная формула является приближенной и применяется при ≤ 0,04.

Более точная формула имеет вид и применяется (дает более точные результаты) при ≥ 0,05

(1.16)

В скобках при активно-индуктивной нагрузке ставим знак – минус, а активно-емкостной – плюс.

Р_к [Вт]; S [КвА]; . (1.17)

Рассчитываем изменение напряжения U₂ при активной (cosj_H = 1), при активно-индуктивной (cosj_H = 0,8) и активно-емкостной нагрузке (cosj_H = 0,8), то есть U₂ = f (I₂) при изменении коэффициента нагрузки bв тех же пределах.

Напряжение на выводах вторичной обмотки определяем по формуле

. (1.18)

Результаты расчетов заносим в таблицу 1.5

Таблица 1.5

Зависимость процентного изменения напряжения DU₂ и напряжения U₂ от изменения нагрузки β

β		0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
Активная нагрузка (Cos φ2 = 1)	DU2
U2
Акт.- индукт. нагрузка (Cos φ2 = 0,8; Sin φ2 = 0,6)	DU2
U2
Акт.-емкостная нагрузка (Cos φ2 = 0,8; Sin φ2 = - 0,6)	DU2
U2

 

По расчетным данным строим внешние характеристики трансформатора при активнойcosj_H = 1, при активно-индуктивной cosj_H = 0,8и активно-емкостной нагрузке (cosj_H = 0,8). U₂ = f (I₂) при изменении коэффициента нагрузки b = (0;0,2;0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2) при заданных коэффициентах мощности Cos φ₂.

6. Рассчитываем процентное изменение напряжения DU₂% в зависимости от угла j₂, т. е. DU₂ = f (j₂). Расчеты производим при измененииj₂ от0 до +90^о (индуктивная нагрузка); от0 до -90^о (емкостная нагрузка), при номинальной нагрузке, т.е. при b = 1. Процентное изменение напряжения в зависимости от угла j определяем по формулам ; [В]; [В]; . (1.19)

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.6

Таблица 1.6

Зависимость процентного изменения напряжения DU₂ от угла j_Н

jН	900	750	600	450	300	150	00	-150	-300	-450	-600	-750	-900
DU2 %

По расчетным данным таблицы строим график зависимости процентного изменения выходного напряжения DU₂в зависимости от угла j₂, то есть

DU₂ = f (j₂), при номинальной нагрузке.

7. Строим векторные диаграммы при работе трансформатора под нагрузкой, равной номинальной для коэффициента мощности cosj_H = 0,8 при активно-емкостной и активно-индуктивной характерах нагрузки. Определяем угол между приведенным током и приведенным значением э.д.с. вторичной обмотки ψ₂

; ; ; ; . (1.20)

для акт.- индуктивной нагрузки – знак – плюс, а для акт. емкостной – минус

8. Рассчитываем КПД при изменении коэффициента нагрузки b = (0; 0,2; 04;0,6; 0,8; 1,0; 1,2) при cosj_Н = 1 и cosj_Н = 0,8 по формулам

h = , . (1.21)

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.7

Таблица 1.7