Расчет параметров трансформатора по номинальным данным.

2.1) Коэффициент трансформации трансформатора определяется в режиме холостого хода при номинальном напряжении первичной обмотки:

2.2) Фазные напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе.

В паспортных данных указываются линейные напряжения. С учетом того, что схема соединения обмоток трансформатора Y/Y, то фазные напряжения меньше линейных в . Следовательно, фазное напряжение первичной обмотки:

,

фазное напряжение вторичной обмотки:

.

2.3) Номинальные линейные и фазные токи в обмотках трансформатора.

С учетом того, что для трехфазного трансформатора независимо от схемы соединения обмоток

,

то номинальный линейный ток в первичной обмотке равен:

,

а номинальный линейный ток во вторичной обмотке:

.

Так как схема соединения обмоток Y/Y, то линейные токи равны фазным токам.

2.4) Ток первичной обмотки в режиме холостого хода, выраженный в амперах:

2.5) Напряжение короткого замыкания, выраженное в вольтах:

2.6) Коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе

2.7) Параметры однофазной схемы замещения трансформатора при холостом ходе (рис.1).

Для трехфазных трансформаторов в номинальных данных указывается мощность потерь холостого хода Р₀ и короткого замыкания Р_К на три фазы. При расчете параметров однофазной схемы замещения эти мощности будут в три раза меньше. Полное, активное и индуктивное сопротивления холостого хода для одной фазы рассчитаем по формулам:

где Z₁, r₁, X₁ – полное, активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки;

Z_m, r_m, X_m – полное, активное и индуктивное сопротивления намагничивающего контура.

В силовых трансформаторах сопротивления первичной обмотки в десятки и сотни раз меньше сопротивления намагничивающего контура, поэтому с достаточной точностью можно считать, что сопротивления намагничивающего контура равны сопротивлениям холостого хода:

Z_m » Z₀ = 6,72 кОм;

r_m » r₀ = 1,2 кОм;

X_m » X₀ = 6,61 кОм.

Рис. 1. Схема замещения трансформатора при холостом ходе

2.8) Потери в стали трансформатора.

Так как ток холостого хода мал по сравнению с номинальным током, то электрическими потерями в первичной обмотке пренебрегают и считают, что вся мощность, потребляемая трансформатором из сети, расходуется на компенсацию потерь в стали, т.е.

Р_ст = Р₀=320 кВт_.

2.9) Коэффициент мощности трансформатора при коротком замыкании:

2.10) Параметры однофазной схемы замещения трансформатора при коротком замыкании (рис. 2).

Рис.2. Схема замещения трансформатора при коротком замыкании

Полное, активное и индуктивное сопротивления короткого замыкания трансформатора можно определить по формулам:

Так как в опыте короткого замыкания мощность потерь делится поровну между первичной и приведенной вторичной обмотками, то полное, активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки и соответствующие им сопротивления вторичной обмотки, приведенной к первичной равны:

Истинные сопротивления вторичной обмотки

2.11) Однофазная схема замещения трансформатора под нагрузкой представлена на рис.3. На этой схеме Z¢_НГ – это полное сопротивление нагрузки, приведенное к первичной обмотке.

Рис.3. Однофазная схема замещения трансформатора под нагрузкой

2.12) Электрические потери в обмотках трансформатора в номинальном режиме.

Так как ЭДС, индуктируемая в первичной обмотке трансформатора Е₁ составляет при коротком замыкании примерно 0,5U₁ » (3-7)% от U_1H, то потери в стали трансформатора в опыте короткого замыкания имеют ничтожную величину. Таким образом, мощность, потребляемая трансформатором в режиме короткого замыкания, равна электрическим потерям в его обмотках:

Р_К = p_ЭЛ1 + р_ЭЛ2 = 900 кВт_.