Трансформатора и не зависят от нагрузки;

∆Роб – потери в обмотках (кВт), зависят от нагрузки при

Uном.

Запомни: ∆Роб ≈ ∆Ркз

∆Роб ≈ ∆Рхх≈≈

Кз –коэффициент загрузки трансформатора.

Кз = Sф/ Sном (2)

Sф – фактическая нагрузка трансформатора;

Sном – номинальная мощность трансформатора (кВА).

2. Общая величина потерь реактивной мощности ∆Qт (квар) вычисляется по формуле:

∆Qт = ∆Qст + ∆Qрас Кз2 (3)

где ∆Qст –потери реактивной мощности на намагничивание (квар);

∆Qст = IxxSном10-2 (4)

∆Qрас – потери реактивной мощности рассеивания в трансформаторе при номинальной нагрузке.

∆Qрас ≈ Uкз Sном 10-2 (5)

ixх-ток холостого хода трансформатора ( %);

uкз – Напряжение короткого замыкания (%).

3. Определение потерь электроэнергии производят по методу, основанному на понятии времени использования потерь ( h ) и времени использования максимальной нагрузки ( Тм).

ЗАПОМНИ: ВРЕМЯ МАКСИМАЛЬНЫХ ПОТЕРЬ( h ) - условное число часов, в течение которых максимальный ток, протекающий непрерывно, создает потери энергии, равные действительным потерям энергии за год.

ВРЕМЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАСИМУМА НАГРУЗКИ ( Тм ) – условное число часов, в течение которых работа с максимальной нагрузкой передает за год столько энергии, сколько при работе по действительному графику.

h= F ( cos f, Тм ).

Общая потеря активной энергии (кВтч) в трансформаторе определяется по формуле:

∆Wа = ∆W ст +∆Wоб = ∆Pст t + ∆Pоб2h (6)

Общая потеря реактивной энергии (кварч) в трансформаnоре определяется по формуле:

∆Wр = Sн ( ixх t + u лз2h)ч10-2 (7)

ПРИМЕР

Определить потери мощности и потери энергии за год для трансформатора ТМ 25/10, если UНОМ 2+ 0,4 кВ; uкз= 4,5 %; ixх = 3%; ∆Pхх=0,135 кВт; ∆Pкз=0,6 кВт; cos f = 0,8; Tм= 5000ч; h = 5500ч; kз= 0,92.

РЕШЕНИЕ.

 
1.Определяем потери активной мощности, используя формулу (1)

∆Рт = ∆Рст + ∆Роб Кз2 , ( 1 )

∆Рт = 0,1350,6х0,922 = 0,64284 кВт

Определяем потери реактивной мощности, используя формулу (3)

∆Qт = ∆Qст + ∆Qрас Кз2 (3)

∆Qт = 3х25х10-2 + 4,5х25х10-2х0,922 = 1,702 кВар.

3.Рассчитываем полные потери мощности в трансформаторе :

Sт = √ ∆Qт 2 +∆Рт 2 = 0,82 кВа.

 

4.По формуле (6) вычисляем потери активной энергии:

∆Wа = ∆W ст +∆Wоб = ∆Pст t + ∆Pоб2h (6)

∆Wа = 0,135х5500 + 0,6х922 х 3500 = 2520 кВт.ч

5.По формуле (7) вычисляем потери реактивной энергии:

∆Wр = Sн ( ixх t + u лз2h)ч10-2 (7)

∆Wр = 25 ( 3х5500 +4,5х0,922 х3500)10-2 = 8803,1 кВар.ч

6.Рассчитываем полные потери энергии в трансформаторе:

∆W = √∆Wа 2 + ∆Wр2 = 8878кВа.ч

Ответ: Годовые потери в трансформаторе:

Sт = 0,82 кВа;

∆W =8878 кВа.ч

Типовой пример № 3

Асинхронный двигатель с к. з. ротором подключен к сети напряжением U 1= 380. Технические данные двигателя: скорость вращения ротора П = 2850 об/мин, ток статора двигателя

I = 3,7 А; КПД = 81,5 %; кратность пускового тока I П / I Н = 6

кратность пускового момента МП/ МН= 2,0; коэффициент мощности

cos.f = 0,87

Определить: потребляемую мощность из сети Pi; полезную мощность, развиваемую на валу двигателя Р2Н,.номинальныйй М Н и пусковой МП моменты двигателя; суммарные потери в двигателе ; ток при пуске двигателя 1П.

Решение

1.Определяем мощность, потребляемую двигателем из сети

Р,= 3UiI, cos f1= 1,73x 380x 3,7 x 0,87 = 2120Вт.

2. Определяем полезную мощность и суммарные потери мощности в двигателе:

КПД = Р1; Р = Р1 х КПД = 2120 х 0,815 = 1730 Вт.

Р1—Р = 2120— 1730 = 390 Вт.

3. Номинальный момент вращения определится по формуле:

МН = 9550 . Р / П = 9550 х 1,730

/2850 = 5,8 Нм.

4. Определяем пусковой ток и пусковой момент двигателя:

I П = 6IН= 6 х 3,7 = 22,2 А;

МП = 2 МН = 2х5,8 = 11,6 Нм

Типовой пример № 4

Шестиполюсный двигатель смешанного возбуждения работает от сети напряжением U = 440 В, потребляй ток 1 = 50 А н разви­вая скорость п = 1500 об/мии. Сопротивление якоря и сериесной обмотки возбуждения гЯ + rс = 0,25 Ом. Сопротивление шунтовой обмотки гШ= 5 0 0 Ом. Число проводников в обмотке N = 558, чис­ло параллельных ветвей 2а = 6.

Определить:

а) ток якоря 1Я

б) противо —ЭДС в обмотке якоря Е;

в) магнитный поток Ф;

г) вращающий момент МН на валу двигателя;

д) полезную мощность Р2;

е) КПД двигателя ,

Решение

1. Ток в шунтовой обмотке возбуждения:

U

1В

=U / r Ш 440 /500 = 0,88 А.

2. Ток сериесной обмотки возбуждения или ток в якоре:

1Я = 1С = I — 1В = 50 - 0,88 == 49,12 А.

3. Протнво — ЭДС в обмотке якоря:

Е = U — 1ЯЯ + rС) =440 — 49,12- 0,25= 427,6 В.

4. Магнитный поток определяется из выражения:

.

Ф = 60 а Е/PNn =60х3х427,7/3х558х1500=0,33 Вб.

5. Вращающий момент определяется из выражения:

МН - Е IЯ / 3,14 П /30 = 134 Н

6. Полезная мощность двигателя:

__ Р2 = МНП / 9550 = 20 кВт

7. КПДдвигателя:


 

-

КПД = Р2 / Р1 = 0,94.

ТиповоЙ пример № 5

Генератор с параллельным возбуждением, имеющий сопротив­ление обмотки якоря гЯ = 0,08 Ом и сопротивление обмотки воз­буждения гВ = 18,2 Ом нагружен внешним сопротивлением г=1,2 Ом. При этом напряжение на зажимах генератора U = I20B, а КПД генератора = 0,8. Определить: ток в обмотке возбуж­дения 1В; ток во внешней цепи I; ток якоря 1Я; ЭДС Е; полезную мощность Р2; потребляемую мощность P1; электрические потери в обмотке возбуждения РВ; суммарные потери мощности в генера­торе

Решение.

1.Ток в обмотке возбуждения:

IВ = U / rB = 120 /18?2 = 6,6 A.

2. Ток во внешней цепи:

I = U /r = 120 / 1,2 = 100 A

3. Ток в обмотке якоря генератора:

IЯ= 1 + 1В= 100 + 6,6 = 106,6 А.

4. ЭДС генератора:

Е = U + 1Я гЯ = 120 + 106,6 x 0,08 = 128,5 В.

5. Полезная мощность, отдаваемая генератором потребителю:

Р2 = U I = 120 x 100 = 12000 Вт = 12 кВт.

6. Полная мощность генератора определяется из формулы:

КПД = Р2 / Р1; Р1 = Р2 / КПД = 12 / 0,8 = 15 кВт.

7. Электрические потери в обмотке якоря:

РЯ =I2Я rЯ = 106,62 x 0,08 = 909,1 Вт.

8. Электрические потери в обмотке возбуждения:

РВ = 12Вx rB = 6,6 x 18,2 - 881 Вт.

9. Суммарные потери мощности в генераторе:

P1 — Р2= 15—12 = 3 кВт.

I П = 6IН= 6 х 3,7 = 22,2 А;

МП = 2 МН = 2х5,8 = 11,6 Нм

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ЗАДАНИЕ № 1

Трехфазный трансформатор номинальной мощностью SН имеет номинальные напряжения обмоток U|H и U; потери в стали Ря; 2потери короткого замыкания РК (см. приложение № I). Определить токи в обмотках трансформатора, его КПД при коэффициенте мощности соsf2, если от трансформатора потребляется активная мощность Р2.

Определить максимальное значение коэффициента полезного действия, а также число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора, если сечение сердечника Q, а амплитуда магнит­ной индукции в сердечнике (при соединении обмоток «звезда — звезда» и частоте f = 50 Гц) — Вм.

Таблицы к задаче № 1

Номер варианта Обозначения величин
Тип трансформатора Р2, кВт Cos f2 Q, cм2 ВМ, Тл
ТМ 25/10 16,8 0,7 1,6
ТМ 40/10 32,4 0,75 1,5
ТМ 63/10 54,7 0,67 1,4
ТМ 100/10 83,6 0,65 1,45
ТМ 160/10 147,6 0,83 1,55
ТМ 250/10 223,6 0,85 1,65
ТМ 400/10 346,6 0,72 1,35
ТМ 630/10 617,0 0,75 1,45
ТМ 40/10 36,4 0,63 1,4
ТМ 100/10 87,6 0,65 1,5
ТМ 160/10 127,6 0,85 1,5
ТМ 250/10 323,6 0,90 1,7
ТМ 400/10 276,4 0,65 1,25
ТМ 25/10 25,2 0,7 1,8
ТМ 40/10 16,2 0,69 1,5
ТМ 63/10 54,7 0,77 1,4
ТМ 100/10 73,6 0,63 1,55
ТМ 630/10 0,85 1,35
ТМ 40/10 33,2 0,67 1,4
ТМ 100/10 67,8 0, 89 1,7

ЗАДАНИЕ №2.

Наши рекомендации