Министерство образования и науки РФ

Российский государственный университет нефти и газа имени

Кафедра Теоретической электротехники и электрификации нефтяной и газовой промышленности

Домашние задания

по дисциплине «Теория электромеханического преобразования энергии»

  РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА МАЛОЙ МОЩНОСТИ.

РАСЧЕТ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПО ДАННЫМ КАТАЛОГА

Москва 2012 год

Введение

Настоящее пособие содержит задания и исходные данные к двум домашним заданиям по дисциплине "Теория электромеханического преобразования энергии", изучаемой студентами специальности АЭ на 3 курсе. Домашние задания относятся к разделу "Трансформаторы" и выполняются студентами в 5-м семестре обучения. Первое домашнее задание предполагает расчет и кон­струирование силового трансформатора малой мощности; второе - рас­чет параметров схемы замещения и построение основных характеристик силового трансформатора большой мощности по каталожным данным. Расчеты являются типовыми для инженерной практики, их вы­полнение позволит студентам глубже изучить соответствующие разделы курса и приобрести ряд навыков, необходимых инженеру, связанному с эксплуатацией электрических машин.

Общие требования к выполнению и оформлению

домашних заданий

1. Домашние задания выполняются в сроки, предусмотренные графиком учебного процесса. По итогам выполнения домашних заданий проводится собеседование с преподавателем, ведущим данную дисциплину.

2. Каждое домашнее задние выполняется в отдельной тетради, ли­бо на листах стандартного формата (А4). Необходимые чертежи и схемы выполняются на от­дельных листах с соблюдением требований действующих стандартов. Графики и зависимости строятся на листах миллиметровой бумаги или оформляются с использованием стандартных компьютерных программ.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

3. При использовании в расчетах стандартных программ ЭВМ и/или программ фонда кафедры ТЭЭП прилагаются распечатки результатов сче­та. При использовании оригинальных программ помимо этого приводятся распечатки их текстов.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 1

РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА МАЛОЙ МОЩНОСТИ

ЗАДАНИЕ

1. По исходным данным, приведенным в табл. 1, выбрать тип  магнитопровода трансформатора, значение индукции в стержне и ярме маг­нитопровода, плотность тока в проводниках обмоток.

2. Расчетом определить сечения стержня и ярма магнитопровода, число витков и диаметры проводников обмоток.

3. Выбрать геометрические размеры магнитопровода, определить размещение обмоток на магнитопроводе, вычертить в масштабе констру­кцию трансформатора с указанием всех расчетных размеров и размеще­ния обмоток.

4. Рассчитать потери в магнитопроводе и обмотках трансформатора при номинальной нагрузке, КПД трансформатора.

5. Определить ток холостого хода, напряжения короткого замыка­ния трансформатора, активные и реактивные сопротивления обмоток, параметры схемы замещения намагничивающей ветви.

6. Провести тепловой расчет трансформатора, определить посто­янную времени нагрева и значение установившейся температуры при но­минальной нагрузке трансформатора.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ к домашнему заданию № 1

N ва­рианта

f, Гц

Число фаз

, B

, B

, B

, Bт

, Bт

1

2

3

4

  5 *)

6

7

8

9

10

11

12

13

  14 *)

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

50

50

50

400

400

50

50

50

50

50

400

400

50

50

50

50

50

400

400

50

50

50

400

50

40

1

1

3

1

3

3

1

1

1

3

3

1

3

3

1

1

3

1

3

1

1

3

1

3

3

220

220

380

36

36

220

220

127

220

380

36

30

220

220

220

220

330

36

36

220

220

380

30

220

36

110

17

127

30

17

127

12

220

110

220

220

9

70

127

127

12

220

15

27

60

24

27

12

30

12

12

6

--------

6

17

60

5

36

18

36

110

5

12

127

12

9

---------

5

9

6

12

5

9

9

5

50

10

75

17

12

50

10

125

150

60

30

5

40

75

25

5

150

37

45

40

75

100

24

15

8

32

5

---------

3

7

70

10

60

100

60

30

4

10

50

85

3

---------

4

15

32

60

10

10

4

8

0,8

1,0

7**)

0,6

1,0

0,7

1,0

0,8

0,8

0,6

0,7

1,0

0,6

0,7

1,0

1,0

0.7**)

0,8

1,0

0,8

1,0

0,8

0,7

1,0

0,7

1,0

1,0

--------

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

0,8

0,8

0,8

1,0

0,9

0,7

0,6

1,0

--------

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

0,7

0,8

*) - вторичные обмотки должны иметь общую точку;

**) - ток опережающий.

Примечание: 

В  таблице  исходных  данных  приняты  следующие обозначения:

f - частота питающей сети;

- напряжение питающей сети;

- номинальное напряжение первой вторичной обмотки трансформатора;

- номинальное напряжение второй вторичной обмотки трансформатора;

, - номинальная мощность нагрузки первой вторичной обмотки трансформатора;

, - номинальная мощность  нагрузки второй вторичной обмотки трансформатора;

- номинальный коэффициент мощности нагрузки первой вторичной обмотки трансформатора;

- номинальный коэффициент мощности нагрузки второй вторичной мощности нагрузки.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ N 2

РАСЧЕТ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНОГО СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПО ДАННЫМ КАТАЛОГА

1. На основании исходных данных, приведенных в табл.2,, рассчи­тать параметры Т-образной схемы замещения трансформатора для после­довательной и параллельной схем замещения намагничивающей ветви.

2. По аппроксимационной  формуле рассчитать и построить внешнюю характеристику трансформатора для значений угла нагрузки -; -; ; ; ; при изменении коэффициента загрузки трансформатора от 0 до 1,5.

3. Рассчитать, и построить зависимость КПД трансформатора для значений коэффициента мощности нагрузки 0,707; 0,865; 1,0 при изме­нении коэффициента загрузки от 0 до 1,5.

4. По схеме замещения трансформатора рассчитать и построить внешнюю характеристику трансформатора при изменении коэффициента загрузки от нуля до максимального для значений угла нагрузки -; ; +.

5. Определить оптимальный коэффициент загрузки трансформатора и построить зависимость максимального КПД трансформатора от коэффи­циента мощности нагрузки в пределах от 1 до 0.

6. Построить векторные диаграммы для следующих режимов:

6.1. Холостого хода трансформатора;

6.2. Нагрузочного режима при коэффициенте загрузки 1,0 и угле нагрузки, равном -; ; +.

Примечание: во всех расчетах нелинейностью параметров намагничиваю­щей ветви пренебречь.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ к домашнему заданию № 2


№ вар.

Тип транс­форматора

МВ·А

, кВ

, кВ

, %

, %

,

кВт

,

кВт

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

ТДЦ-80000 У/Д-11

80

121

6,3

0,6

10,5

70

315

2

ТДЦ-125000 У/Д-11

125

121

10,5

0,55

10,5

100

250

3

ТД-10000 У/Д-11

10

38,5

10,5

0,61

7,63

13

68

4

ТД-16000 У/Д-11

16

38,5

6,3

0,47

8,2

19

91

5

TМ-400 Д/У-11

0,4

35

0,4

2,1

6,0

1,5

5,9

6

ТМ-250 У/У-0

0,25

6,0

0,4

0,5

4,5

0,66

3,7

7

ТМ-6300 У/Д-11

6,3

35

6,3

0,8

7,5

9

39

8

ТД-75000 У/Д-11

75

121

6,3

1,2

12,5

80

300

9

ТД-40000 У/Д-11

40

121

10,5

0,7

10,5

42

175

10

ТМН-2500 У/Д-11

2,5

110

6,6

1,5

10,5

6,5

22

11

TC3C-1000 Д/У-11

1

10,5

0,4

2,5

8,0

4,2

11,2

12

TC3C-I600 Д/У-11

1,6

6,3

0,69

1,5

5,5

4,2

16

13

ТСЗК-1000 Д/У-11

1

6,3

0,69

1,0

5,5

2,6

9,7

14

ТМН-4000 У/Д-11

4

35

11,0

1,0

11,0

6,7

7,5

15

TМ-160 У/У-0

0,16

6

0,4

0,5

4,5

0,46

2,65

16

TM-I600/35T Д/У-1

-1,6

35

4,33

1,3

6,5

3,2

14,5

17

ТДЦ-250000 У/Д - 11

250

121

13,8

0,5

10,5

170

640

18

ТМ-1000 Д/У-11

1

35

0,4

1,5

6,0

2,35

12,2

19

TМ-100 У/У-0

0,1

35

0,23

2,6

6,0

0,39

1,97

20

TMH-I600 У/Д-11

1,6

35

11,0

1,4

6,5

3,65

16,5

21

ТДЦП-25000  Y/Д-11

25

220

27,5

0,9

12,0 .

50

130

22

ТМПН-400 Y/Y-0

0,4

6

2,18

2,1

5,0

1,08

5,5

23

ТН2-40 Y/Y-0

0,04

10

0,4

3,0

4,5

0,05

0,83

24

TM-800 Д/У-11

0,3

11

0,69

3,5

6,9

1,42

8,5

25

TM-630 Y/Y-0

0,63

10

0,4

2,0

5,5

1,56

7,6


Примечание: В таблице исходных данных приняты следующие обозначения:

- номинальная мощность трансформатора;

- номинальное напряжение первичной обмотки;

- номинальное напряжение вторичной обмотки;

- сила тока холостого хода в процентах к номинальному;

- напряжение короткого замыкания в процентах к номинальному;

- потери холостого хода;

- потери короткого замыкания.

Литература

Основная

, Попов машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы. - СПб.: Питер, 2007.

Дополнительная

Копылов моделирование электрических машин. - М.: Высшая школа,1993. Справочник по электрическим машинам. В 2 т./ Под общ. ред. , . - М.: Энергоатомиздат,1987. Ермолин трансформаторов малой мощности. - Л.: Энергия,1969.