Расчет силового трансформатора
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
тки /3/.
1.3. Основные режимы работы трансформаторов
1.3.1. Холостой ход, токи и потери холостого хода.
Если к зажимам одной из обмоток трансформатора подведено переменное номинальное напряжение, а другие обмотки не замкнуты на внешние цепи, такой режим работы называется режимом холостого хода трансформатора. Ток, проходящий в обмотке трансформатора при холостом ходе, называется током холостого хода. Для трансформаторов малой мощности Он составляет 23,5% номинального, для мощных 0,5-1,5%. Потребляемая при холостом ходе трансформатора активная мощность тратится на тепловые потери в магнитной системе и частично в первичной обмотке. Эти суммарные потери называют потерями холостого хода трансформатора. В активном сопротивлении обмоток при холостом ходе потери незначительны из-за малого тока, поэтому ими пренебрегают, считая, что мощность, потребляемая трансформатором, расходуется только на потери в стали магнитной системы. Эти потери вызваны периодическим перемагничиванисм (гистерезисом) стали и, вихревыми токами. Перемагничивание связано с выделением тепла и, как любой другой вид работы, требует затраты энергии. Магнитная система находится в переменном магнитном поле, поэтому согласно закону электромагнитной индукции в ней индуктируются токи, которые проходят в плоскостях, перпендикулярных направлению магнитного потока, и называются вихревыми. Чем толще пластины, из которых собрана магнитная система, и меньше их удельное электрическое сопротивление, тем больше вихревые токи. Вихревые токи являются паразитными, так как, замыкаясь в стали магнитной системы, они нагревают ее и вызывают бесполезные потери энергии. Для уменьшения потерь от вихревых токов магнитную систему трансформаторов собирают из тонких пластин, изготовленных из специальной стали и изолированных друг от друга /4/.
1.3.2. Короткое замыкание. Напряжение и потери короткого замыкания.
Коротким замыканием трансформатора называют режим работы, при котором одна из обмоток замкнута накоротко, а вторая находится под напряжением. Если короткое замыкание происходит в процессе эксплуатации трансформатора при номинальных напряжениях, в обмотках возникают токи короткого замыкания, в 520 раз (и более) превышающие поминальные. При этом резко повышается температура обмоток и в них возникают большие механические усилия. Такое замыкание является аварийным и требует специальной защиты, которая должна отключить трансформатор в течение долей секунды. Если замкнуть накоротко одну из обмоток трансформатора, а к другой подвести пониженное напряжение и постепенно его повышать, то при определенном значении напряжения Uк.з,. называемом напряжением короткого замыкания, в обмотках будут проходить токи, равные номинальным. Напряжение короткого замыкания является одной из важных характеристик трансформатора и выражается в процентах номинального напряжения:
Uк.з.=Uк.з./Uн*100
где Uк.з. напряжение короткого замыкания, %; Uк.з. напряжение короткого замыкания, В; Uн номинальное напряжение обмотки трансформатора, В. Равенство напряжений короткого замыкания трансформаторов одно из условий их параллельной работы. Напряжение Uк.з. указывают в табличке каждого трансформатора. Его величина определена стандартами в зависимости от типа и мощности трансформатора: для силовых трансформаторов малой и средней мощности она составляет 5 7%, для мощных трансформаторов 6 17% и более. При опыте короткого замыкания в магнитной системе создается незначительное магнитное поле, обусловленное малым подведенным напряжением. Кроме того, проходящие по первичной и вторичной обмоткам номинальные токи создают поле рассеяния, замыкающееся через воздух и металлические детали трансформатора. Поле рассеяния создает индуктивное сопротивление, которое при коротком замыкании ограничивает ток в обмотках, предохраняя их от чрезмерного нагрева и разрушения. Падение напряжения в индуктивном сопротивлении обмоток в основном определяет значение напряжения короткого замыкания трансформатора. Чем выше Uк.з., тем меньше опасность разрушения обмоток при аварийных коротких замыканиях. Однако величину Uк.з. ограничивают до определенного значения, в противном случае, создавая значительное индуктивное сопротивление, поля рассеяния вызовут недопустимо большое реактивное падение напряжения во вторичной обмотке, в результате чего снизятся вторичное напряжение и соответственно мощность, получаемая приемником электроэнергии. Кроме того, поля рассеяния, замыкаясь через металлические детали, вызывают в них добавочные потери от вихревых токов и перемагничивания, снижая кпд трансформатора. Поля рассеяния ограничивают до оптимальной величины, размещая первичную и вторичную обмотки на одном стержне концентрически, (чем ближе обмотки друг к другу, тем меньше поле рассеяния). При опыте короткого замыкания напряжение Uк.з, подводимое к трансформатору, в зависимости от его типа в 520 раз меньше номинального. В этом случае магнитное поле, замыкающееся через магнитную систему, составляет не более 5% основного. Поэтому потерями в стали пренебрегают, считая, что мощность Рк.з. потребляемая трансформатором при коротком замыкании, полностью расходуется на потери в активном сопротивлении первичной и вторичной обмоток и на добавочные потери от полей рассеяния в стальных деталях трансформатора (стенках бака, ярмовых балках и др.). Токи и потери при опыте короткого замыкания, по величине такие же, как и при но?/p>