Расчет потерь в трансформаторе


Холдинг "Энергия" - мини-расчет потерь

Пример Расчета технологических потерь электроэнергии при ее передаче из сетей Сетевой организации в сети Потребителя:

Наименование организации Потребителя: ОАО «***» Адрес объекта:________ ТП №453 (счетчик №797198)

Расчет потерь в силовом трансформаторе и кабельной линии

1. Потери электроэнергии в трансформаторе рассчитываются по формуле:

∆Wт = ∆Wхх +  (∆Wн1 х Wт/100) , кВт*час, где
∆Wxx = ∆Рxx х То х (Ui /Uном)2 - потери  холостого хода силового трансформатора, кВт*час;
∆Wн 1 = (∆Wн / Wт) х 100% - относительные нагрузочные потери силового трансформатора, %;
∆Wн = Кк х ∆Рср х Тр х Кф- нагрузочные потери силового тр-ра, кВт*час;
Кф2 = (1+2Кз)/3Кз ― квадрат коэффициента формы графика за расчетный период, у.е.;
Кз = [Wт / (Sн х Тр х cosφ)] х 10-3 -  коэффициент загрузки тр-ра ( заполнения графика), у.е.;
∆Рср = 3 х I2ср х R х 10-3 - потери мощности в силовом тр-ре, кВт;
Iср=Wт /(√3 х Uср х Тр х cos φ) – средняя нагрузка за расчетный период, А;
R = (∆Ркз х U2ном /S2ном) х 10-3 - активное сопротивление силового тр-ра, Ом;
Кк ― коэффициент, учитывающий различие конфигураций графиков активной и реактивной нагрузки (справочная величина, принимается равным 0,99), у.е.

 

ТМ 630/6/0,4

Тип трансформатора

Sнт

номинальная мощность трансформатора, МВА;

0,63

Uном

номинальное напряжение, кВ;

6

потребленная активная электроэнергия за месяц, кВт*час;

37108

∆Рхх

потери мощности холостого хода трансформатора, кВт;

1,31

∆Ркз

потери мощности короткого замыкания, кВт;

7,6

Тр

число часов работы трансформатора под нагрузкой за расчетный период, час;

720

То

время присоединения трансформатора за расчетный период к сети, час;

720

Кк

коэффициент различия конфигураций;

0,99

cosφ

среднезвешенный коэффициент мощности для трансформатора.

0,9

Расчет потерь в трансформаторе:
∆Wхх =1001 кВт*ч; Кф2 =4,3338; Кз = 0,0909; R =0,6893 Ом;
∆Wн = 182,2 кВт*час; Iср=5,3407; ∆Рср = 0,0590;
%потерь  ∆Wн1 =0,49
Итого: ∆Wт = 1001 кВт*час +0,491%

2. Потери электроэнергии в линии электропередачи
(Тип силового кабеля — 6кВ АСБ 3*240мм2) рассчитываются по формуле:

Wкл =1,1*n*p*I2*L/g*0,001*T , где
n - число фаз линии = 3
p - удельное сопротивление материала, Ом*мм2/м = 0,0271
I  - среднеквадратичный ток линии, А =5,3407
L - длина линии, м =50
g - сечение провода, мм2 = 240
T -  время работы за расчетный период, час-=720
1,1  - коэфф. учитывающий сопрот конт.,скрутку жил и способ прокладки линий
Справочно удельные сопративления меди, алюминия и стали:

р    Cu

0,0189

Ом*мм2/м

р    Al

0,0271

Ом*мм2/м

р   Сталь

0,14

Ом*мм2/м

Потери ∆Wкл =0,38 кВт*ч;        %потерь  ∆Wкл =0,001

ИТОГО: общий % потерь=0,492;                ВСЕГО ∆W = 1001 кВт*час +0,492%

Произвести расчет можно с помощью удобного калькулятора, выполненного в формате Exel-таблицы

Произвести более сложный расчет с большим количеством объектов электросетевого хозяйства, можно осуществить с помощью специализированного программного комплекса (РТП-3, либо Програсс++), оставив заявку в форме обратной связи с приложением необходимых первичных документов.

1.1.2 Расчет потерь в трехобмоточном трансформаторе. Влияние конструктивных особенностей тяговой сети на потери энергии

Похожие главы из других работ:

Влияние конструктивных особенностей тяговой сети на потери энергии

1.1.1 Расчет потерь в двухобмоточном трансформаторе

Для определения потерь в двухобмоточном трансформаторе необходимы следующие данные: а...

Модернизация электроснабжения шахты "Ерунаковская VIII"

2.2.2 Определение потерь в трансформаторе

Определение потерь активной (кВт•ч) и реактивной (кВАр•ч) энергии в трансформаторе где ТП - полное число часов присоединения трансформатора к сети, 8760 ч; ТР - число часов работы трансформатора под нагрузкой за расчетный период, 2400 ч...

Проектирование низковольтной распределительной сети

5.2 Расчет потерь электроэнергии за сутки в линии 1 и трансформаторе

Расчет потерь электроэнергии в линии 1: где =0,8 - коэффициент корреляции...

Развитие навыков разработки проектов электроснабжения различных потребителей

4.2 Расчет потерь электроэнергии за сутки во всех элементах схемы. Оценка в процентных долях потерь обусловленные не равномерностью режима электропотребления.

(4.3) где T - время равное 24 ч. (4.4) где - передаваемая мощность по сети. Для линии Л1: Для линии Л2: Шкаф ШР11-73509 (шкаф№1) Произведя расчет для остальных силовых пунктов(шкафов), сведём их в таблицу 4.3...

Развитие навыков разработки проектов электроснабжения различных потребителей

4.3 Расчет потерь мощности и электроэнергии в элементах сети обусловленных передачей реактивной мощности и оценка в процентных долях этих потерь от полных потерь

(4.6) (4.7) (4.8) Для линии Л1: Для линии Л2: Шкаф ШР11-73509 (шкаф№1) Расчет потерь для остальных линий производим аналогично, и результаты заносим в таблицу 4.4 Таблица 4.4 № СП Тип шкафа , Вт , Вт*ч , % 1 ШР11-73509 29,136 699,255 41,6 2 ШР11-73504 55,406 1329...

Разработка системы электроснабжения и монтажа электрооборудования фрезерного участка электромеханического цеха

1.5 Расчет потерь мощности в трансформаторе

Потери в трансформаторе определяются по формулам Sт=; (23) Рт=0,02·Smax нн; (24) Qт=0,1·Smax нн; (25) где Рт - потери активной мощности в трансформаторе, кВт; Qт - потери реактивной мощности в трансформаторе, кВАр; Smax - максимальная полная мощность на шинах НН...

Расчет цеховой электрической сети

1.5 Определение потерь мощности и электроэнергии в цеховом трансформаторе и в одной из линий, питающих силовые распределительные пункты

Потери мощности и электроэнергии в трансформаторе активные потери где - потери холостого хода трансформатора - нагрузочные потери трансформатора Sнагр - фактическая нагрузка трансформатора ; реактивные потери где - реактивная...

Электроснабжение компрессорной станции

7. Расчёт потерь мощности в трансформаторе

Потери мощности в трансформаторах состоят из потерь активной и реактивной мощности. Потери активной мощности состоят из двух составляющих: потерь, идущих на нагрев обмоток трансформатора, зависящих от тока нагрузки и потерь...

Электроснабжение механического цеха

9. Расчёт потерь мощности в трансформаторе

Паспортные данные трансформатора ТМ - 250 10,4: Рассчитываем потери активной мощности: (36), где...

Электроснабжение населенного пункта

9. Определение потерь напряжения в высоковольтной сети и трансформаторе

Потери напряжения на участках линии высокого напряжения в вольтах определяются по формуле (16) Где Р - активная мощность участка, кВт; Q - реактивная мощность участка, квар; rо - удельное активное сопротивление провода, Ом/км (табл...

Электроснабжение населенного пункта

10. Определение потерь мощности и энергии в сети высокого напряжения и трансформаторе

Правильный выбор электрооборудования, определение рациональных режимов его работы...

Электроснабжение ремонтного цеха

7. Расчёт потерь мощности в трансформаторе

Потери электрической мощности в трансформаторе составляют значительную величину и должны быть доведены до возможного минимума путём правильного выбора мощности и числа трансформаторов, рационального режима их работы...

Электроснабжение сельского населенного пункта

11. Определение потерь напряжения в высоковольтной сети и трансформаторе

Потери напряжения на участках линии высокого напряжения в вольтах определяются по формуле где Р - активная мощность участка, кВт; Q - реактивная мощность участка, квар; rо - удельное активное сопротивление провода, Ом/км (табл...

Электроснабжение сельского населенного пункта

12. Определение потерь мощности и энергии в сети высокого напряжения и трансформаторе

Правильный выбор электрооборудования, определение рациональных режимов его работы...

Электроснабжение сельского населённого пункта и производственного участка

3. Расчет стоимости потерянной электроэнергии в трансформаторе и линии электропередач

Расчет технико-экономических показателей выполняется по формуле: = где: Pmax = Smax · cos cos = 0,75 (Коганов, стр.128) Rл =R· L - сопротивление линии - время максимальных потерь Cп = 44,9 · · 10 - стоимость потерь ТП № 1 Линия - 1 Pmax = 90*0,75 = 67,5 кВт Rл = 0,57*0,035 = 0...

СПОСОБЫ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ ПРИ НЕСИММЕТРИИ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Дед А.В.1, Паршукова А.В.2

Старший преподаватель, магистрант, Омский государственный технический университет

СПОСОБЫ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ ПРИ НЕСИММЕТРИИ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ

Аннотация

В статье рассмотрены способы оценки дополнительных потерь мощности в силовых трансформаторах от несимметрии уровня токов и напряжений.

Ключевые слова: Качество электрической энергии, несимметричная нагрузка, потери мощности

 Ded A.V.1, Parshukova A.V.2

Senior lecturer, undergraduate, Omsk State Technical University

METHODS OF CALCULATING THE ACTIVE POWER LOSSES IN POWER TRANSFORMERS AT ASYMMETRY OF CURRENTS AND VOLTAGES

Abstract

The article discusses ways to evaluate additional power losses in power transformers unbalance level currents and voltages.

Keywords: The quality of electric power, unbalanced load, the power loss

Несимметрия токов, вызванная наличием в системах электроснабжения потребителей искажающих качество электрической энергии, является одним из факторов увеличивающих потери в сетях и элементах распределения электрической энергии. Способы определения дополнительных потерь активной мощности и электроэнергии, вызванных отклонением показателей качества электрической энергии от действующих норм [1 – 4], представляют особый интерес, так эти дополнительные потери могут учитываться для оценки величины потребления энергии при симметричном и несимметричном режимах работы.

Необходимо отметить, что снижение эффективности работы электрооборудования имеет место даже при изменении показателей качества электрической энергии в допустимых нормативных диапазонах. Поэтому для определения экономически обоснованных границ их изменения и целесообразности применения корректирующих устройств необходима количественная оценка ущерба, вызванного отклонением показателей качества электрической энергии.

Рассмотрим, в качестве примера, случай работы трехфазного силового трансформатора с подключенной несимметричной нагрузкой. Трансформаторы – статические устройства, в которых на характер протекающих процессов не влияет порядок чередования фаз. Несимметрия входных напряжений трансфор­матора или нагрузочных токов, приводит к появлению у него несиммет­рии выходных напряжений [3], обуслов­ленных составляющими соответственно обратной и нулевой последо­вательности.

В силовых трансформаторах дополнительные потери активной мощности от несимметрии режима, вызванные протеканием в них токов обратной последовательности, могут быть определенны выражением [4]:

   (1)

где ΔPX.X. – потери холостого хода;

ΔPКЗ – потери короткого замыкания;

UКЗ – напряжение короткого замыкания.

Выражение (1) более удобно применять, если известны номинальные потери холостого хода и короткого замыкания исследуемого трансформатора.

В случае отсутствия точных паспортных данных трансформатора, либо при расчете значений потерь для группы однородных трансформаторов, дополнительные потери активной мощности допускается вычислять по формуле [3]:

   (2)

где SН – номинальная полная мощность силового трансформатора;

k`TP – коэффициент, зависящий от мощности и назначения трансформатора.

Расчетное значение k`TP, определенное для усредненных параметров стандартного оборудования, в частности для трансформаторов 6-10 кВ рекомендуется принимать k`TP=2,67, а для трансформаторов 35 – 220 кВ k`TP=0,5  [3].

На рисунках 1 и 2 представлены зависимости дополнительных потерь мощности ΔPДОП.ТР от уровня коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности  силовых трансформаторов с высшим напряжением 6(10) кВ типа ТМ и номинальной мощностью SН=400кВА и SН=630кВА, построенные с помощью выражений 1 и 2. Значения коэффициента несимметрии  принимались равными в диапазоне от 0 до 4%. Согласно действующего ГОСТ в области качества электрической энергии, значение коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности КU2, не должно превышать 2%  в течение 95 % времени интервала в одну неделю, и не должно превышать 4 % в течение 100 % времени интервала в одну неделю [5].

Из графиков на рисунках 1 и 2 видно, что при величине коэффициента несимметрии  в 4% (предельно допустимый уровень) дополнительные потери, относительно нормально допустимого уровня несимметрии равного 2%, увеличиваются в 4 раза. Кроме того, в зависимости от выбранного метода расчета дополнительных потерь в трансформаторе, обусловленных несимметричным режимом работы, разница между полученными расчетными величинами ΔPДОП.ТР может составлять до 50%.

 

Рис. 1 –  Зависимости дополнительных потерь мощности трансформатора серии ТМ 6(10) кВ мощностью SН=400 кВА.

Рис. 2 –  Зависимости дополнительных потерь мощности трансформатора серии ТМ 6(10) кВ мощностью SН=630 кВА.

Таким образом, выбор способа расчета дополнительных потерь в каждом конкретном случае должен основываться на наличии исходных данных о трансформаторах, величине искажения режима работы и точности оценки предполагаемого экономического ущерба вызванного снижением качества электрической энергии.

 

Литература

  1. Дед А. В. Дополнительные потери мощности в электрических сетях при несимметричной нагрузке / А. В. Дед [и др.] // Омский научный вестник. – 2013. – № 1 (117). – С. 157–158.
  2. Дед А. В. Оценка дополнительных потерь мощности в электрических сетях 0,38 кВ на основе экспериментальных данных / А. В. Дед, С. В. Бирюков, А. В. Паршукова // Успехи современного естествознания – 2014.– № 11.– С. 64-67.
  3. Шидловский А.Н. Повышение качества энергии в электрических сетях. / А.Н. Шидловский, В.Г. Кузнецов – К.: Наукова думка, 1985. – 268 с.
  4. Карташев И.И. Управление качеством электроэнергии. / И. И. Карташев, Н. В. Тульский, Р.Г. Шамонов  и др. под ред. Шарова Ю. В.  – М.: МЭИ, 2006. –320 с.
  5. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: ФГУП «Стандартинформ», 2013. – 10 с.

 

Потери силового трансформатора. Виды потерь в трансформаторе

Основные характеристики трансформатора – это напряжение первичной и вторичной обмотки, а также мощность трансформатора. Мощность подается от первичной обмотки на вторичную электромагнитным путем. При этом не вся мощность из электрической сети доходит до нагрузки, которая питает потребителей. Разница мощности, которая поступает на первичную обмотку и мощности, которая возникает во вторичной обмотке называется потерями трансформатора.  

Виды потерь силового трансформатора

Так как силовой трансформатор, является статическим электромагнитным устройством – то он не имеет движущихся деталей. Это значит, что механические потери такому оборудованию не свойственны. Потери в нем – это потери активной мощности. Они происходят в магнитном сердечнике, обмотках и других частях оборудования. Во время разных режимов работы трансформатора величина потерь меняется.

Потери холостого хода трансформатора

На холостом ходу к вторичной обмотке трансформатора не подключена нагрузка. Поэтому весь ток, который подается на первичную обмотку, идет на намагничивание сердечника. Такие потери принято назвать магнитными и обозначать Рм. Общее значение потерь холостого хода рассчитывается при номинальной силе тока и напряжении.  

Ро = Рм+I2о * r1,

Iо – сила тока в первичной обмотке,

r1 – это сопротивление первичной обмотки.

Потери холостого хода – это постоянная цифра, которая зависит от суммы намагничивающей и активной части. А эти величины неизменны, так как на них влияют характеристики обмотки и магнитного сердечника. По значению потерь холостого хода можно судить о работе трансформатора. 

Основные потери в обмотках трансформатора

В трансформаторе под нагрузкой электромагнитная мощность, которая поступает на первичную обмотку, передается вторичной. При этом во вторичной обмотке возникает электрический ток I2, а в первичной – ток I1. Первичный ток напрямую зависит от тока нагрузки I2.

Часть мощности теряется в обмотках. Эти потери называются общими потерями мощности под нагрузкой – Рнагр. Они пропорциональны квадратам первичного и вторичного тока, а также значениям сопротивления обмоток.

Рнагр = I21r1 + I22r2,

где I1 и I2 — токи в первичной и вторичной обмотках,

r1 и r2 — значения сопротивлений первичной и вторичной обмоток.

Как видите, потери под нагрузкой полностью зависят от нагрузки трансформатора. Поэтому они носят непостоянный характер.

Дополнительные потери в обмотках трансформатора

В обмотках трансформатора и ферромагнитном сердечнике возникают не только токи нагрузки. Есть токи, которые появляются и замыкаются внутри проводов или внутри пластин магнитопровода – они называются вихревыми токами. Есть токи, которые появляются между параллельными витками обмотки или между отдельными пластинами сердечника – это циркулирующие токи. Направление этих побочных потоков перпендикулярно основному току в обмотках и сердечнике. Поэтому появление вихревых и циркулирующих токов снижает эффективность работы трансформатора.

Кроме обмоток, добавочные потери возникают в стенках самого бака, в прессующих кольцах, в ярмовых балках и других элементах конструкции трансформатора.

Конструкторы электромагнитного оборудования постоянно ищут способы уменьшения потерь и увеличения КПД трансформатора. Например, магнитный сердечник трансформатора делается не монолитным, а набирается из отдельных тонких пластин, которые тщательно изолируются. Изоляция отдельных витков обмоток также положительно сказывается на КПД оборудования. У современных силовых трансформаторов полезная мощность КПД достигает 90% и выше.

Потери мощности и электроэнергии в электрических сетях

Номинальная мощность, кваВерхний предел номиналього напряжения обмотки, квСхема и группа соединений обмотокПотери активной мощности, квтНапряжение к.з., %Ток холостого ходаСопротивления обмоток трансформатора, омПотери реактивной мощности, квар
холостого ходак.з.
уровень Ауровень Бактивноереактивноехолостого ходак.з.
2510
10
У/Ун-0
У/Zн-11
0,105
0,105
0,125
0,125
0,6
0,69
4,5
4,7
3,2
3,2
96,0
110
152
152
0,80
0,80
0,95
0,95
4010
10
У/Ун-0
У/Zн-11
0,15
0,15
0,18
0,18
0,88
1,0
4,5
4,7
3,0
3,0
55,0
62,5
98,1
99,5
1,20
1,20
1,57
1,59
6310
10
20
20
У/Ун-о
У/Zн-11
У/Ун-0
У/Zн-11
0,22
0,22
0,245
0,245
0,265
0,265
0,29
0,29
1,28
1,47
1,28
1,47
4,5
4,7
5,0
5,3
2,8
2,8
2,8
2,8
32,3
37,0
129
148
63,7
64,8
290
302
1,76
1,76
1,76
1,76
2,53
2,57
2,88
3,00
10010
10
35
35
У/Ун-0
У/Zн-11
У/Ун-0
У/Zн-11
0,31
0,31
0,39
0,39
0,365
0,365
0,465
0,465
1,97
2,27
1,97
2,27
4,5
4,7
6,5
6,8
2,6
2,6
2,6
2,6
19,7
22,7
241
278
40,5
41,2
759
785
2,60
2,60
2,60
2,60
4,05
4,12
6,19
6,41
16010
10
10
35
35
35
У/Ун-0
У/Д-11
У/Zн-11
У/Ун-0
У/Д-11
У/Zн-11
0,46
0,46
0,46
0,56
0,56
0,56
0,54
0,54
0,54
0,66
0,66
0,66
2,65
2,65
3,1
2,65
2,65
3,1
4,5
4,5
4,7
6,5
6,5
6,8
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
10,4
10,4
12,1
127
127
148
26,2
26,2
26,8
481
481
499
3,84
3,84
3,84
3,84
3,84
3,84
6,69
6,69
6,85
10,1
10,1
10,4
25010
10
10
35
35
35
У/Ун-0
У/Д-11
У/Zн-11
У/Ун-0
У/Д-11
У/Zн-11
0,66
0,66
0,66
0,82
0,82
0,82
0,78
0,78
0,78
0,96
0,96
0,96
3,7
3,7
4,2
3,7
3,7
4,2
4,5
4,5
4,7
6,5
6,5
6,8
2,3
2,3
2,3
2,3
2,3
2,3
5,92
5,92
6,72
72,5
72,5
82,3
17,0
17,0
17,6
310
310
322
7,25
5,75
5,75
5,75
5,75
5,75
10,6
10,6
11,0
15,8
15,8
16,5
40010
10
10
35
35
У/Ун-0
Ун/Д-11
Д/Ун-11
У/Ун-0
У/Д-11
0,62
0,92
0,92
1,15
1,15
1,08
1,08
1,08
1,35
1,35
5,5
5,5
5,9
5,5
5,5
4,5
4,5
4,5
6,5
6,5
2,1
2,1
2,1
2,1
2,1
3,44
3,44
3,69
42,1
42,1
10,7
10,7
10,6
195
195
8,40
8,40
8,40
8,40
8,40
17,1
17,1
17,0
25,4
25,4
63010
10
10
10
35
35
У/Ун-0
Ун/Д-11
Д/Ун-11
У/Ун-0
У/Ун-0
У/Д-11
1,42
1,42
1,42
1,42
1,7
1,7
1,68
1,68
1,68
1,68
2,0
2,0
7,6
7,6
8,5
8,5
7,6
7,6
5,5
5,5
5,5
5,5
6,5
6,5
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
1,91
1,91
2,14
2,14
23,5
23,5
8,52
8,52
8,46
8,46
124
124
12,6
12,6
12,6
12,6
12,6
12,6
33,8
33,8
33,6
33,6
40,2
40,2

Что такое потери в силовых трансформаторах?

17.05.2020


Главными характеристиками трансформатора считаются его мощность и напряжение тока на первичной и вторичной обмотке. Электрическая энергия передается от первичной обмотки к вторичной через металлический сердечник посредством явления электромагнитной индукции. Но на деле не вся энергия, которая поступает в трансформатор, доходит до потребителей. Эта разница между поступающей мощностью и выходной является потерями трансформатора. 

Типы потерь в силовом трансформаторе

Трансформатор – это статическое электромагнитное оборудование. В нем нет двигателя или каких-либо подвижных деталей. Поэтому о механических потерях мы здесь не говорим. Все потери в данном случае – это потери активной мощности. Энергия расходуется из-за сопротивления обмоток и сердечника. Когда меняется режим работы трансформатора, то и показатели потерь становятся иными. 

Потери в трансформаторе на холостом ходу

В режиме холостого ходя вторичная обмотка не подключена к потребителям. Это значит, что вся энергия с первичной обмотки уходит только, чтобы намагнитить сердечник. Эти потери называют магнитными – их обозначают Pм. Потери холостого хода считают, когда на оборудование подается ток номинальной силы и напряжения. 

Ро = Рм+I2о * r1,

Iо – сила тока первичной обмотки,

r1 – это сопротивление в первичной обмотке.

Величина потерь на холостом ходу носит постоянный характер. Это цифра зависит от суммы активной и намагничивающей частей. А последние два показателя находятся в зависимости от характеристик обмоток и сердечника.

Основные потери обмоток

Энергия, которая подается на первичную обмотку трансформатора через магнитный сердечник передается вторичной обмотке. Обозначим ток в первичной обмотке I1, соответственно ток во вторичной обмотке будет I2.

Частично полезная мощность уходит на преодоление сопротивления обмоток – это общие потери мощности во время нагрузки – Рнагр. Они пропорционально зависимы от квадратов первичного и вторичного тока, и от значений сопротивления обмоток.

Рнагр = I21r1 + I22r2,

где I1 и I2 — ток первичной и вторичной обмоток,

r1 и r2 — сопротивление в первичной и вторичной обмотках.

Pнагр находятся в прямой зависимости от нагрузки, которая подается на трансформатор. Поэтому величина потерь под нагрузкой носит изменяющийся характер.

Другие потери обмоток

Через обмотки трансформатора и сердечник проходят не только токи нагрузки. Часть электромагнитных линий начинаются и замыкаются только внутри проводов либо отдельных пластин сердечника – это вихревые токи. Есть токи, которые идут от одного витка обмотки к соседнему или от одной платины сердечника к ближайшей – это циркулирующие электромагнитные потоки. Эти дополнительные токи не совпадают по направлению с основным – они перпендикулярные ему. Значит их возникновение делает работу трансформатора менее эффективной.

Помимо обмоток и сердечника, потери мощности происходят и в других частях трансформатора: в стенке масляного бака, в прессующих кольцах, ярмовых балках.

Производители электромагнитного оборудования все время совершенствуют свой продукт. К примеру, сердечники трансформаторов для снижения потерь не отливаются цельными, а составляются из пластин, перемежающихся изоляционным слоем. Отдельные витки обмоток также изолированы. Все это положительно сказывается на полезной мощности оборудования. Так современные трансформаторы имеют коэффициент полезного действия от 90% и более.

Метод определения потерь в стали трансформатора, ориентированный на использование в САПР / Method of determination of transformer iron loss for using in automated design systems

Пентегов И.В. Метод определения потерь в стали трансформатора, ориентированный на использование в САПР / И.В. Пентегов, С.В. Рымар // Техническая электродинамика. – 1995. – № 6. – С. 35-40. Статья посвящена описанию метода расчета потерь в стали трансформатора, ориентированного на использование в автоматизированных расчетах. Погрешность аналитического вычисления потерь в электротехнической стали по предложенной методике, по сравнению с опытными данными, не превосходит 4% в диапазоне рабочих магнитных индукций трансформатора (1,3...1,8 Тл). Данный метод требует хранения значений лишь 9 параметров для каждой марки электротехнической стали и толщины листа, что позволяет избежать создания громоздких баз данных. Получена аппроксимационная формула для определения коэрцитивной силы в зависимости от амплитудного значения магнитной индукции, которая позволила получить аналитические выражения для расчета потерь на гистерезис. Учтено влияние скин-эффекта как в составляющей потерь от вихревых токов, так и в составляющей потерь на гистерезис. В используемые формулы явно входят значения частоты магнитного потока, что делает их универсальными. Ключевые слова: трансформатор, потери в стали, потери на гистерезис, потери от вихревых токов, магнитный поток, частота, коэрцитивная сила, магнитная индукция, скин-эффект, электротехническая сталь, аналитические вычисления, методика расчета, автоматизированное проектирование. / Pentegov I.V., Rymar S.V. Method of Determination of Transformer Iron Loss for Using in Automated Design Systems. Tekhnicheskaia Еlektrodinamika – Technical Electrodynamics, 1995, no. 6, pp. 35-40. (Rus). The article describes the method of calculating the losses in the transformer steel, based on the use of automated calculation. Analytical calculation accuracy loss electrical steel according to the proposed method, compared with the experimental data does not exceed 4% in the range of operating magnetic induction of the transformer (1,3...1,8 T). This method requires the storage of 9 parameters only values for each grade of electrical steel and the thickness of the sheet, thus avoiding the creation of databases voluminous. Approximation formula for determining the coercive force depending on the amplitude value of magnetic induction, which allowed to obtain analytical expressions for the calculation of the hysteresis losses. The formula used explicitly includes the frequency value of the magnetic flux, which makes them versatile. Key Words: Transformer, Iron Loss, Hysteresis Loss, Eddy Current Losses, Magnetic Flux, Frequency, Coercive Force, Magnetic Induction, Skin Effect, Electrical Steel, Analytical Calculations, Calculation Method, Automated Design Systems.

Figures - uploaded by Sergii RymarAuthor content

All figure content in this area was uploaded by Sergii Rymar

Content may be subject to copyright.

Таблица для расчета потерь трансформатора

Рабочий лист для расчета потерь трансформатора

Потери в трансформаторе

У трансформаторов

есть два основных компонента, которые вызывают потери: сердечник и катушки . Типичный сердечник представляет собой сборку из многослойной стали, и потери в сердечнике в основном связаны с намагничиванием (возбуждением) сердечника.

Эти потери, также известные как потери холостого хода , присутствуют, пока трансформатор находится под напряжением, независимо от того, есть ли нагрузка или нет.

Потери в сердечнике приблизительно постоянны от холостого хода до полной нагрузки при приложении линейных нагрузок. Они представляют собой фиксированную стоимость, 24 часа в сутки, в течение 25 или более лет срока службы трансформатора.

Формулы в электронной таблице

  • HV Ток полной нагрузки = ВА / (1,732 В)
  • LV Ток полной нагрузки = ВА / (1,732 В)
  • HV Стр. I 2 R потери = I²R · 1, 5
  • Потери на стороне НН I²R = I²R · 0,5 · 3
  • Общие потери I² R, атмосфер.temp = потери Hv + потери Lv
  • Суммарные паразитные потери при атм. temp = Измеренные потери - потери I²R
  • I²R потери при 75 ° C = ((225 + 75) · потери) / (225 + темп.
  • Диффузные потери при 75 ° C = ((225 + Темп. Темп.) (Тормозные потери при Атм.)) / 300
  • Суммарные потери при полной нагрузке при 75 ° C = потери I²R при 75 ° C + потери на рассеяние при 75 ° C
  • Полное сопротивление, окр.temp = (Импульсное напряжение · 1, 732) / Ток полной нагрузки
  • Общее сопротивление при атмосфер. темп = потери I²R / I²
  • Полное реактивное сопротивление (X) = SQRT (Импеданс² - Сопротивление2)
  • Сопротивление при 75 ° C = (300 Сопротивление при температуре окружающей среды) / (225 + Темп.
  • Импеданс при 75 ° C = SQRT (R² при 75 ° C + X²)
  • Импеданс в процентах = (Z при 75 ° C I100) / V1
  • Процент сопротивления = (R 75 ° C I100) / V1
  • Процент реакции = (XI100) / V
  • Управление в Unity PF = (% R cosø +% Xsinø)
  • Контроль уровня 0,8 PF = (% R cosø +% Xsinø) + 1/200 (% R sinø -% Xcosø) 2
Производительность в Unity PF
  • При 125% нагрузках трансформатор = (кВА · 1, 25 · 100) / ((кВА · 1,25) + (потери I²R · 1,25 ²) + (потери без нагрузки)
Производительность при 0,8 PF
  • При 125% нагрузках трансформатор = (кВА 1,25 PF 100) / ((кВА PF 1,25) + (потери I²R 1,25 ²) + (потери без нагрузки)

Вклад в потери трансформатора

Уровень нагрузки сильно различается, некоторые установки сильно загружены, а другие менее загружены.

Эта разница существенно влияет на фактические понесенные убытки. К сожалению, полевых данных мало из-за таких факторов, как недостаточная осведомленность о стоимости потерь и стоимости сбора подробных данных от разумного количества отдельных трансформаторов.

Несколько переменных влияют на потери в трансформаторе, наиболее важные из которых включают уровень нагрузки , профиль нагрузки и конструкцию сердечника и катушки .

Поскольку на рынке имеется множество различных трансформаторов для разных целей, которые доступны от разных производителей, фактические полевые потери будут значительно отличаться от установки к установке.

Программное обеспечение: Таблица для расчета потерь трансформатора
Ревизия: 10.06.2013
Разработчик: Джигнеш Пармар
Размер: 36 Кб
Цена: Бесплатно
Скачать: Прямо здесь Скачать обновления для загрузки | Скачать технические статьи

Лист для расчета потерь трансформатора

.

(PDF) Расчеты магнитного поля и измерения потерь в аморфном трансформаторе

102

не более. Однако следует подчеркнуть, что потери в сердечнике аморфного трансформатора

модульной конструкции почти в 2 раза меньше потерь в аналогичном формате trans-

, но с традиционным сердечником из листового кремния.

ЛИТЕРАТУРА

[1] DAŁEK J., OSTROWSKI J., STEGLI

Ń

SKI Z., Использование аморфных материалов для изготовления

специальных сердечников трансформаторов

, Силовые и специальные трансформаторы, Казимеж-Дольны,

13–15 октября 2004 г., стр.79–92.

[2] D

Ą

БРОВСКИ М., Ранний период развития трансформаторов, Научные труды Лодзинского технологического университета -

, № 965, серия «Электрика», выпуск 105, Лод

ź

2005, стр. 19–36.

[3] OPERA 3-D, Руководство пользователя, Vector Fields Limited, Oxford 1999.

[4] SOI

Ń

SKI M., Магнитные материалы в технологии, COSiW SEP, Варшава, 2001.

[ 5] STALPRODUKT SA, Каталог электротехнических листов, Бохня, 1998.

[6] ТОМЧУК Б., КОТЕРАС Д., Трехмерный полевой анализ аморфного модульного трансформатора при коротком замыкании

Состояние цепи, 9

th

Международный семинар по 1- и 2-мерным магнитным измерениям и испытаниям,

Cz

Stochowa, Польша, 18-19 сентября 2006 г., стр. 61.

[7] TOMCZUK B., ZAKRZEWSKI K., KOTERAS D., Расчет магнитного поля и реактивного сопротивления короткого замыкания -

трехфазного трансформатора с симметричным аморфным сердечником, Запись XI Международного симпозиума -

posium на электромагнитных полях, Марибор, Словения, 18–20 сентября 2003 г., стр.155–158.

[8] TOMCZUK B., ZAKRZEWSKI K., WAINDOK A., Расчет магнитных потоков в трансформаторе

Трехфазные счетчики с модульными сердечниками, Научно-техническая конференция «Трансфор-

энергетические и специальные маты - раскрыть

±

функций, трендов », Янув, Польша, 11–13 октября 2006 г.,

с. 75–85.

[9] ZAKRZEWSKI K., TOMCZUK B., KOTERAS D., WAINDOK A., ZIMON J .: Исследование

свойств

физических и энергетических параметров сухих трансформаторов с аморфными сердечниками,

Отчет по реализация научно-исследовательского проекта No.1154 / T10 / 2003/24, июнь 2005 г., Ополе.

[10] ЗАКРЗЕВСКИЙ К., Томчук Б., Вайндок А., Нелинейные масштабированные модели в трехмерном расчете магнитных цепей трансформатора

, КОМПЕЛ, Том 25, No. 1, 2006, стр. 91–101.

РАСЧЕТ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЕ ПОТЕРИ ЖЕЛЕЗА В

АМОРФНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретен и испытан новый модульный аморфный магнитопровод для трехфазного трансформатора. Разработанная ранее с участием авторов технология

позволила использовать аморфные ленты в модульной технологии изготовления трансформатора

без сращивания сердечника.

Трехмерные магнитные поля в ненагруженном состоянии и в состояниях короткого замыкания были смоделированы с помощью метода конечных элементов

. Распределение потока определялось снаружи и в активной зоне. Нами показана зависимость потока

от расположения закороченных обмоток относительно стержней сердечника.

Измерены потери в стали в аморфном сердечнике трансформатора при различных пульсациях питающего напряжения. По частоте питающей сети они в три раза меньше, чем в типичном трансформаторе

с магнитопроводом из листов с ориентированными зернами кремния.Из-за трудностей согласования импеданса потери

на высоких частотах были получены из кривых интерполяции, разработанных авторами.

.90 000 упражнений по электротехнике упражнение по электротехнике

ТРАНСФОРМАТОР

Введение

Цель упражнения - познакомиться с основными рабочими состояниями трансформатора со стальным сердечником.

Устройство и эксплуатация трансформатора

Трансформатор - это устройство, в котором следует передача электроэнергии из одной цепи в другую через через электромагнитное поле.

Трансформатор состоит из закрытого сердечника из листового металла. сталь и две катушки, намотанные на сердечник (рис. 1).

Обмотки изолированы друг от друга и от стального сердечника. Обмотка, к которой обычно присоединяется источник электричество называется первичной обмоткой, а обмотка - к подключен к ресиверу - вторичная обмотка. Значения тока, напряжения, мощности и т. Д., Относящиеся к обмотке. первичные - это первичные величины, относящиеся к обмотке. вторичный - вторичные количества.

Размер поперечного сечения жилы тесно связан с значение мощности, передаваемой трансформатором. В малых трансформаторы мощностью от нескольких десятков до нескольких сотен ватт, эффективное сечение стального сердечника можно определить по следующей практической формуле:

(1)

где:

- эффективное сечение жилы w;

- Входная мощность трансформатора в ваттах.

Эффективное поперечное сечение жилы составляет приблизительно 97% от фактического поперечного сечения жилы.

Величину напряжения питания можно определить по характеристике холостого хода. Напряжение в области кривой можно принять за напряжение трансформатора.

Плотность тока в обмотках выбирается в диапазоне от 2 до 3, меньшая - для больших мощностей, больше - для малых. Чаще всего применяется. Зная диаметр кабеля, можно определить ток обмотки:

(2)

где:

- плотный;

- сечение провода в.

Предполагая плотность, мы получаем очень простую формулу для тока:

(3)

где:

- диаметр кабеля дюйм.

Если первичная обмотка подключена к источнику переменного синусоидального напряжения с частотой, в ней будет протекать ток намагничивания с комплексным среднеквадратичным значением, который будет индуцировать магнитный поток в магнитной цепи. с синусоидальной волной.По закону индукции электромагнитная волна во всех связанных обмотках электродвижущие силы возникнут с действующими значениями:

(4)

где:

, - количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно

- максимальное значение потока.

Из приведенных выше зависимостей следует, что

(5)

Размером называется катушка трансформатора.

Характеристики трансформатора характеризуются для трех рабочих состояний:

В состоянии покоя можно измерить ток, первичное напряжение, вторичное напряжение и мощность, потребляемую трансформатором. Поскольку ток и сопротивление первичной обмотки относительно малы, мощность мала, и ею можно пренебречь. Можно предположить, что мощность трансформатора равна мощности сердечника.

(6)

Потери в стали пропорциональны квадрату напряжения.

Напряжение можно измерить при коротком замыкании (такое напряжение питания первичной стороны, при котором w первичная обмотка будет течь от номинального тока), ток короткого замыкания на стороне первичный, вторичный ток и мощность короткого замыкания. Напряжение короткого замыкания трансформатора составляет. При таком небольшом напряжении в сердечнике их можно не ставить как есть пропорционально квадрату напряжения. Мощность трансформатора способна Таким образом, короткие замыкания покрывают потери в меди, т.е.

(7)

Потери в меди с квадратом тока.

Под нагрузкой КПД трансформатора можно определить методом напрямую путем измерения мощности на первичной стороне i вторичные, но только малогабаритные трансформаторы:

(8)

КПД силовых трансформаторов определяется методом косвенным путем определения потерь в железе и меди по результатам испытаний холостой ход и короткое замыкание:

(9)

Этот КПД максимален при средних потерях в обмотках. ток нагрузки равен потерям в стали.Максимум КПД трансформатора достигается при полной нагрузке трансформатор, но примерно при номинальной нагрузке.

Трансформаторы напряжения и тока

Трансформаторы - это специальные измерительные трансформаторы, используемые для измерения очень высоких напряжений или токов.

Трансформаторы напряжения понижают напряжение до 100 В. Su для питания вольтметров или цепей напряжения ваттметров. Первичное напряжение - это произведение измеренного вторичного напряжения. через шестерню напряжения.Сумма мощности, потребляемой приборами нет. она может превышать номинальную мощность трансформатора. Мощность, потребляемая счетчик рассчитывается по формуле:

(10)

где:

- напряжение на измерительной катушке счетчика;

- сопротивление измерительной катушки.

Трансформаторы тока снижают первичный ток до 5 А. Первичная обмотка включена последовательно в цепь, в которой мы хотим измерить ток и вторичная обмотка питает подключенную амперметр и токовые катушки других приборов, включенных последовательно.Сумма мощность, потерянная в инструментах, не должна превышать номинальную мощность трансформатор. Потери мощности в устройстве рассчитываются по формуле:

(11)

где:

- сопротивление измерительной катушки;

- ток, протекающий через измерительную катушку.

Первичный ток рассчитывается путем умножения вторичного тока на трансформатор тока.

Нормальное рабочее состояние трансформатора тока - короткое замыкание.В клеммы вторичной стороны следует использовать для замены приборов. трансформатор короткое замыкание. Открытие вторичной стороны может вызвать повреждение трансформатора и поражение оператора электрическим током.

Измерения

Измерения в режиме ожидания

Считывает паспортную табличку трансформатора. Запустите измерительную систему, как показано на рис. 2.

Измерьте значения, указанные в таблице 1, постепенно увеличивая напряжение питания до номинального значения.Для своих расчетов он будет использовать следующие формулы:

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

где: - номинальная полная мощность

ТАБЛИЦА 1

Измерения при коротком замыкании трансформатора

Схема подключения представлена ​​на рис.3

Выполните измерения размеров, указанных в таблице 2, поэтапно. путем повышения напряжения питания до значения, при котором первичный ток равен номинальному.

Для расчета используйте зависимость:

(17)

(18)

(19)

ТАБЛИЦА 2

Измерения под нагрузкой трансформатора

<

Схема подключения представлена ​​на рис.4. При постоянном напряжении питания, изменяя нагрузку вторичной обмотки трансформатора, измерьте значения, указанные в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3

где: рассчитано из параметров нагрузки для,

Объем отчета

ЛИТЕРАТУРА:

Пламитцер А .: Электрические машины, изд. VII, WNT, Варшава 1982

.

Электроизмерительное оборудование с 1889 года

Измерение коэффициента трансформации на его внешних выводах может дать много информации о техническом состоянии устройства. Трансформаторы подвергаются ударам и механическим колебаниям. Технические проблемы или повреждения обычно являются результатом неправильной конструкции трансформатора, производственных дефектов, транспортировки, суровых условий окружающей среды, перегрузки или неправильного обращения. Измерение полярности и соотношения обмоток трансформатора может выявить неправильные или неисправные соединения, а также серьезные несоответствия или прерывания в цепях.

Измерение передаточных чисел трансформаторов чрезвычайно важно, среди прочего для:

  • Подтверждение ТУ на трансформатор
  • Контроль качества производственного процесса
  • Определение текущего технического состояния и тенденций изменений
  • Установить, вышел ли из строя трансформатор

Отклонения значений передач от ожидаемых расчетных целевых значений могут означать:

  • Производственные дефекты обмоток, такие как:
    • Неверное количество оборотов
    • Неправильная полярность обмоток
    • Неправильная конфигурация обмоток
  • Дефекты изоляции
    • Повреждение изоляции, приводящее к межвитковому короткому замыканию
    • Серьезное нарушение изоляции внутри обмоток или между обмотками и землей
  • Неисправность устройства РПН
    • Неправильная установка соединений обмоток к устройству РПН
    • Высокое сопротивление соединения
    • Неправильная настройка устройства РПН

Часто трансформаторы оснащаются переключателями ответвлений.Отводы обмоток позволяют регулировать напряжение трансформатора, увеличивая или уменьшая коэффициент на доли процента. Если переключение передач связано с механическим перемещением контактов из одного положения в другое, такие устройства РПН также необходимо проверять во время измерения передач.

Независимо от конфигурации обмотки - звезды, треугольника или зигзага - измерения обычно проводятся между фазами, и результаты относятся к значениям, определяемым напряжениями, конфигурациями обмоток и группами соединений.

Стандарты и определения

Измерения передаточных чисел трансформаторов описаны в международных стандартах, например, IEEE C57.12.90 - «Стандартные правила измерения энергии масляных трансформаторов: сеть, распределение и фазовращатели» и IEEE Std 62-1995 (новый номер C57.152) «Оперативная диагностика. измерения приборного электричества в электроэнергетике. Часть 1: Масляные трансформаторы, фазосдвигающие трансформаторы и шунтирующие дроссели ».

Измерительные комплекты

Megger TTR соответствуют требованиям этих стандартов и выполняют измерения, как определено и определено в упомянутых стандартах.

Измерение передаточного числа трансформатора

В измерительных приборах серии TTR от Megger метод измерения зубчатых колес основан на стандарте IEEE C57.12.90. Подавая определенное напряжение на клеммы трансформатора, устройство индуцирует ток в первичной обмотке и измеряет напряжение на соответствующей вторичной обмотке. Отношение двух напряжений отображается на экране прибора и сравнивается с ожидаемым значением.

Традиционно в электротехнической промышленности, как и в измерительных приборах Megger, измеренное отношение напряжений считается измеренным передаточным числом. Целевое значение, то есть ожидаемое измеренное значение коэффициента напряжения, рассчитывается на основе номинального коэффициента и фактической конфигурации обмоток трансформатора. Коэффициент преобразования зависит от группы соединений трансформатора и, если применимо, также от используемой измерительной системы, включая возможное перемыкание клемм для получения виртуальной нейтральной клеммы.

Соотношение напряжения и номинального значения

Для однофазных трансформаторов, а также трехфазных трансформаторов со стандартными группами соединений Yy и Dd отношение витков к напряжению такое же, как и номинальное. Однако в случае групп соединений Yd, Dy и некоторых зигзагообразных конфигураций без производной нейтральной точки соотношение напряжений отличается от номинального. Чтобы преобразовать номинальное отношение к коэффициенту напряжения, используйте множители, указанные в таблице 2.

Зависимость зубчатого колеса обмотки от отношения напряжений

Для большинства конфигураций обмоток трансформатора коэффициент трансформации такой же, как измеренный коэффициент напряжения. Однако для некоторых систем подключения соотношение количества витков на обеих сторонах трансформатора отличается от соотношения соответствующих напряжений. Если требуются значения передаточного отношения, их можно рассчитать на основе соотношений напряжений, измеренных с помощью приборов Megger TTR.Соответствующие множители приведены в таблице 3.

Измерение коэффициента трансформации с устройством РПН

Если обмотки трансформатора имеют ответвители, предназначенные для регулирования напряжения путем изменения числа витков, передаточное отношение определяется для числа витков, соответствующего номинальному напряжению для отдельных обмоток, к которым относятся рабочие характеристики трансформатора. Если регулирование напряжения выполняется с помощью устройства РПН, соотношение следует определять для каждого ответвления и для всей обмотки.

Если регулирование напряжения трансформатора осуществляется с помощью устройства РПН, соотношение должно определяться для каждого ответвления, а если на противоположной стороне, напряжение регулируется путем изменения ответвлений обмоток в устройстве. -включенном состоянии, то устройство РПН (BPZ) должно быть установлено в номинальное положение или положение на максимальное количество оборотов. Кроме того, для устройства РПН в нейтральном положении определите передаточное число для всех положений устройства РПН.

Приборы для измерения коэффициента трансформации

Megger предлагает устройства для измерения низкого и высокого напряжения. В каталоге продукции Megger есть несколько моделей, измеряющих коэффициент трансформации низковольтным методом. При использовании в соответствии с инструкциями по эксплуатации эти приборы обеспечивают удобное и точное измерение передаточного числа и угловой погрешности силовых трансформаторов.

Коэффициент трансформации также можно измерить с помощью высоковольтных измерителей коэффициента диэлектрических потерь, таких как Megger Delta Series .В случае силовых трансформаторов, а также трансформаторов напряжения, метод высокого напряжения дает хорошие результаты. Измерения можно производить при напряжениях до 12 кВ. Точные процедуры измерения описаны в руководствах к отдельным приборам.

Вы проводите измерения трансформатора, но оборудование, на котором вы работаете, больше не соответствует вашим ожиданиям? Воспользуйтесь программой обмена Megger - обновите свое измерительное оборудование, сэкономив деньги!
Узнайте больше: , нажав здесь .
90 146

90 146

90 146 Исходные тексты

1. IEEE C57.12.90-2006 Стандартный код испытаний IEEE для жидкостных распределительных, силовых и регулирующих трансформаторов

2. IEEE 62-1995, Руководство IEEE по диагностическим испытаниям силовых аппаратов в полевых условиях - Часть 1: Масляные силовые трансформаторы, регуляторы и реакторы.Часть 1: Масляные трансформаторы, фазосдвигающие трансформаторы и шунтирующие реакторы).

.

Электромашины - проект трансформатора - УНИВЕРСИТЕТ им. Jana i w dgoszczy TELEKOMUNIKACJA,

Комментарии

  • Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь, чтобы добавить комментарии.

Другие студенты также смотрели:

Другие документы по теме

Просмотреть текст

UNIWERSYTET im. Jana i w dgoszczy СОВМЕСТНАЯ РАБОТА С ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯМИ, ИНФОРМАТИКОЙ И ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ в области электротехники Тема диссертации Проект однофазного силового трансформатора был разработан: dgoszcz, 04.06 Список 1. Расчетные данные ............................................ .................................................. ........ 3 2. Расчеты и масса активной зоны ................................... ............................................. 3 3. количество и расчет массы .................... 4 4. Распределение в ядре ..................... ................................................ 6 5 Расчет состояния .............................................. . ........................................ 8 6. Определение сопротивления и реактивности схемы ............................... ... ........ 10 7. Расчет потерь и ................................ .... .............................................. .... ..... 11 8. Расчет массы трансформатора ................................ ....... ........................................... .... 13 9. Определение магнитного потока и магнитной индукции .................................... .. 14 2 Расчет массы сердечника 2) 2,9468 на рисунке 1. Однофазный трансформатор 3.счет и расчет массы Для определения чисел N, d1, d2 и массы муз последовательно определяли магнитную: 1,9729 электродвижущей силы на одну f 0,4383 В трансформатора: 9,5833 Номер первичной обмотки: 1 () 239 1.1 число 240 4 Число обмоток: 25.0435 число: 25 номинальная первичная обмотка 2.4348 набор первичных проводов из: 9.7391 провод первичной обмотки: 2 1.1136 AWG (American Wire Guage) 17 на провод в соответствии с серией AWG (10.2059 8.269) 2.54 Провод серии 1.1495 AWG : 1.1495 Новый стандартный обмоточный провод: 1.0378 Набор из четырех обмоток из: 8 обмоточный провод: 2 3.1915 5 Рисунок 2.сквозной трансформатор с обмотками Количество в слое первичной обмотки 24 Количество в слое первичной обмотки: 24 Количество в слое обмотки: количество в слое обмотки: 5 первичная обмотка без каркаса 0,002 0,0296 7 обмоток без каркаса: 0,002 0,0183 стержня сердечника ( обмотки плюс изоляционные обмотки 0,0014 2 0,0324 слой изоляции: первичная обмотка: 0,0127 обмотки: 0,0169 Минимальные обмотки: 0,001 м окно сердечника: 0,0306 м первичная обмотка: 2 (2) 2 () 0,3144 обмотки обмотки: 2 (2) 2 () 0,3861 5 .Расчет состояния Для расчета состояния необходимо определить магнитное поле в ярме Hma. Потери мощности агрегата :) 1.30) 8 6. Определение сопротивления и реактивного сопротивления диаграммы. Определение сопротивления и реактивного сопротивления для магнитного w. Сопротивление первичной обмотки 1,5512 0,0246 Сопротивление обмотки Сопротивление обмотки приведено к первичной стороне 2 2.2606 Rogowski 1 0, 6707 первичной обмотки обмотка 2 () 0,0056 3 3 обмотки 2 () 7,4714 3 3 Диффузное реактивное сопротивление первичной обмотки 2 1,7616 Диффузное реактивное сопротивление обмотки 2 0,0235 Диффузное реактивное сопротивление обмотки, приведенное к первичной стороне 2 2,1557 Последовательное вертикальное сопротивление диаграммы 2 2 2 14,9571 10 Последовательное вертикальное реактивное сопротивление на диаграмме 2 2 2 2 184,5201 Реактивное сопротивление потока 185,7325 Сопротивление потерь мощности в сердечнике: 2 2291,3103 Полное сопротивление обмотки 0,0246 Полное сопротивление обмотки, возвращенное к первичной обмотке 2,2606 7.Расчет потерь и потерь на номинальном трансформаторе, потерь в состоянии и ЭДС в состоянии 115,122, взятых из сети в состоянии 0,0501 потери в состоянии 6,3422 Процент состояния 25,4572 Работа при номинальном значении: Импеданс обмотки 0,0246 11 вертикальный 0,6198 Потери в первичной обмотке при номинальном 7,5195 Потери в обмотке при номинальном значении 2 9,8456 Потери Активная мощность на стороне 2 230,2254 на сопротивлении 11,5113 Активная мощность, потребляемая из сети 253,3368 номинальная мощность 0,9088 при номинальном значении 0,9048 8.Расчет массы трансформатора Определение массы трансформатора производилось путем суммирования масс и сердечника. Расчет массы первичной обмотки 0,0029 Расчет массы обмотки 0,0284 13 Расчет массы 0,0313 Расчет массы колонны: (2 2 0,4502 Расчет максимальной массы колонны 0,2251 2 Расчет массы ярма (2 2 1,0232 2 Расчет массы масса сердечника 2) 2,9468 Масса трансформатора 2,9781 3 9. Определение магнитного потока и магнитной индукции Определение магнитного потока и магнитной индукции в сердечнике сконструированного трансформатора показано на рисунках и выполнено с помощью программы Maxwell SV. .магнитный поток в состоянии 14 Рисунок 6. Магнитная индукция при номинальном значении 16

.90 000

Арманд Пайор и Матеуш Кула - класс 3C 2 - 2016/2017 учебный год



Теоретическая часть

Трансформатор - это индуктивный элемент, состоящий из двух или более обмоток. Он предназначен для передачи энергии от первичной обмотки вторичной. В электронике чаще всего используется трансформатор для увеличения или уменьшения напряжения.



Первичная обмотка (катушка) Это отрезок провода в форме катушки, отвечающий за создание магнитного потока.Во избежание потерь мощности из-за тепловыделения он сделан из хорошего электрического проводника. Отдельные витки изолированы друг от друга и от магнитопровода.
Вторичная обмотка (катушка) Это отрезок провода, скрученный в катушку. Магнитный поток вызывает движение в нем электронов. На него поступает выходное напряжение.
Сердечник трансформатора Изготовлен из нескольких пластин из мягкой стали для уменьшения вихревых токов.Вихревые токи вызывают нагрев сердечника трансформатора.

Коэффициент трансформации - это число, которое определяет отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки (коэффициент трансформации) или отношение первичного напряжения к вторичному напряжению (коэффициент напряжения).

Коэффициент трансформации трансформатора - это отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки.
Эта шестерня обозначена буквой k

где:
    N 1 - количество витков первичной обмотки
    N 2 - количество витков вторичной обмотки

Примеры обмоток
N 1 = 1100 N 2 = 1100
N 1 / N 2 = 1100/1100 = 1
N 1 = 1100 N 2 = 600
N 1 / N 2 = 1100/600 = 11/6
где:
U 1 - текущее напряжение в первичной обмотке
N 1 - количество витков первичной обмотки
I 1 - сила тока в первичной обмотке
U 2 - текущее напряжение в первичной обмотке
N 2 - количество витков первичной обмотки
I 2 - сила тока в первичной обмотке
КПД - это отношение полученной мощности к входной 90 151

Определенный таким образом КПД можно определить следующим образом:

где:
    η - КПД
    P 1 - мощность первичной цепи [Вт]
    P 2 - мощность вторичной цепи [Вт]

Экспериментальная часть N1 = 1100, N2 = 1100 90 077 58,2 90 021 90 077 147,2 90 021
Мощность лампы U1 I1 U2 I2 П1 P2 η = P2 / P1 * 100%
40 Вт 230 0,23 203 0,12 52,9 24,36 46,05%
75 Вт 230 0,36 194 0,3 82,8 70,29%
40 Вт и 75 Вт 230 0,5 181 0,46 36,8 6,9 18,75%
150 Вт 230 0,64 165 0,62 102,3 69,50%
N1 = 1100, N2 = 600
Мощность лампы U1 I1 U2 I2 П1 P2 η = P2 / P1 * 100%
40 Вт 230 0,16 115 0,06 36,8 6,9 18,75%
75 Вт 230 0,2 113 0,2 46 22,6 49,13%
40 Вт и 75 Вт 230 0,26 109 0,325 59,8 35,425 59,24%
150 Вт 231 0,32 106 0,46 43,92 48,76 65.96%
N1 = 1100, N2 = 130
Мощность лампы U1 I1 U2 I2 П1 P2 η = P2 / P1 * 100%
40 Вт 230 0,14 25 0,02 32,2 0,5 1,55%
75 Вт 230 0,14 25 0,06 32,2 1,5 4,66%
40 Вт и 75 Вт 230 0,14 25 0,14 32,2 3,5 10,87%
150 Вт 229 0,14 25 0,22 32,06 5,5 17,16%
Выводы и наблюдения:
Анализируя график КПД трансформатора в зависимости от мощности устройств в цепи, можно увидеть, что КПД увеличивается с увеличением мощности лампочек до определенного момента.Делается вывод, что данный трансформатор имеет нагрузку, для которой он имеет наибольший КПД.
При расчете количества витков для построения трансформатора с конкретными параметрами сначала рассчитайте их теоретическое количество из соотношения, а затем добавьте определенный процент витков, чтобы компенсировать потери, вызывающие падение напряжения.
Переменный ток, протекающий через первичную обмотку, периодически вызывает намагничивание сердечника с частотой напряжения питания, это гистерезисные потери.
Вихревые токи возникают, когда переменный магнитный поток индуцирует напряжение не только в каждой катушке, но и во всех проводящих частях, включая сердечник. Эти токи генерируют тепловую энергию, протекая через резистивный сердечник. Конструкция сердечника из тонких изолированных листов снижает вихревые токи, возникающие при изменении магнитного потока.
Обмотки из медной проволоки с конечным сопротивлением.При протекании тока это сопротивление вызывает потери энергии. Чтобы уменьшить потери энергии в обмотках, необходимо использовать очень толстый провод.
.

Выбор вентиляции в трансформаторах с сухой смолой

Надлежащая вентиляция трансформаторов с сухой смолой является очень важным фактором, влияющим на правильную работу этих устройств. Следует помнить, что трансформаторы рассчитаны на температуру окружающей среды не выше 40 градусов Цельсия при номинальных параметрах устройства. Чтобы избежать перегрева, который может отрицательно повлиять на его работу, тепловая энергия (тепло), производимая трансформатором во время работы, должна рассеиваться должным образом.Эта проблема особенно серьезна, если трансформатор размещается в небольшой кабине или корпусе.

Есть два варианта правильного проветривания помещения:

1. Естественная вентиляция

В таких случаях необходимо обеспечить надлежащий поток свежего воздуха через жалюзийное отверстие в нижней части камеры до верхнего отверстия для выпуска теплого воздуха. Формула расчета на выходе горячего воздуха потерь P (кВт), создаваемых трансформатором, сводится к расчету площади проемов и разницы по высоте между ними.(1кВт = 0,86 ккал).
Для расчета правильных размеров отверстий используйте следующие формулы:

2. Принудительная вентиляция

Если выполнение естественной вентиляции затруднено или недостаточно, то следует выполнить принудительную вентиляцию. Принудительная вентиляция обычно разрабатывается специалистами в области сантехники, но очень важно отметить, что рекомендуется, чтобы поток свежего воздуха составлял 4-5 кубических метров на каждый потерянный кВт.Общие потери в трансформаторе приблизительно равны сумме потерь холостого хода и нагрузки. Конечно, в случае пониженной нагрузки трансформатора количество его нагрузок уменьшается, однако при проектировании сантехнической установки следует учитывать номинальные значения.

Вышеуказанную информацию можно найти в инструкции по эксплуатации трансформаторов с сухими смолами. Компания EG System предоставляет технические консультации по предлагаемым устройствам. По всем техническим вопросам обращайтесь в технический отдел.

.

Смотрите также