Трансформаторы классов напряжения 10 и 35 кВ

Таблица 1.3

Трансформаторы классов напряжения 110 кВ

Таблица 1.4

Ниже приведён пример предварительных расчетов трансформатора типа ТС-100/066.

1.

2.

3.

4.

5.  

6.  

7.  

8.  

9.

10.

11.

12.

13.

14.  

15.  

16.

17.

Полученные в результате расчетов параметры схемы замещения необходимо занести в соответствующие разряды окна параметров (рис.1.6). В случае, когда трансформатор двухобмоточный, необходимо убрать значок ۷ напротив надписи «Three winding transformer».

В окне настройки (рис. 1.7) параметров источника питания Е₁, которое вызывается аналогично окну настройки трансформатора (двойным нажатием правой кнопкой мыши по модели Е1) задаются:

Рис 1.7. Окно настройки параметров источника питания

• амплитуда источника (Peak amplitude (V))

• начальная фаза в градусах (Phase (deg))

• частота (Frequency (Hz))

• образец времени (Sample time)

Напряжение и частота источника должны соответствовать параметрам трансформатора.

В поле Measurement из выпадающего меню необходимо выбрать опцию None, поскольку в данной схеме не используется блок Multimeter, который измеряет переменные состояния трансформатора.

Окно настройки параметров нагрузки представлено на рис. 1.8.

Рис 1.8. Окно настройки параметров нагрузки

В полях окна задаются R, L, C - параметры нагрузки. Для исключения реактивных элементов индуктивность должна быть задана равной нулю, а ёмкость – бесконечности (inf). В окне настройки параметров измерителя мощности (Active & Reactive Power) указывается частота, на которой измеряется активная и реактивная мощность (рис. 1.9).

Рис 1.9. Окно настройки измерителя активной и реактивной мощности

Окно настройки дисплея (Display) показано на рис. 1.10. В полях окна настройки указывается формат представления числовых результатов, в поле Decimations (разбивка) задаётся число шагов вычисления, через которые значения выводятся на дисплей.

Рис 1.10. Окно настройки дисплея

Порядок выполнения работы

Тип трансформатора для выполнения работы задаётся преподавателем.

Окно настройки параметров моделирования показано на рис. 1.11.

Рис 1.11. Окно настройки параметров моделирования

Для вызова данного окна необходимо на свободной от блоков и их соединений части схемы щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать в появившемся меню Simulation Parameters.

Определение параметров схемы замещения по пункту 1.2.1 содержания работы и сравнение их с заданными в окне настройки (рис. 1.6) производится при помощи опытов холостого хода и короткого замыкания. При холостом ходе нагрузка отключена, и трансформатор запитан номинальным напряжением. Для отключения нагрузки необходимо один раз левой кнопкой мышки нажать на линию связи с R Load, а затем на клавишу Delete на клавиатуре (рис.1.12).

Рис. 1.12. Фрагмент структурной схемы модели однофазного трансформатора в режиме холостого хода

Действующие значения напряжения и токов трансформатора при холостом ходе определяются в окне блока Powergui (рис 1.13).

Рис. 1.13. Окно блока Powergui с результатами измерения

Для вызова данного окна необходимо два раза щелкнуть левой кнопкой мыши по блоку Powergui и в появившемся окне (рис. 1.14) нажать на Steady-State Voltage and Currents.

Рис. 1.14. Окно для вызова блока Powergui с результатами измерения

Для того чтобы вернуть линию связи с R Load необходимо просто нажать на Ctrl + Z.

Следует обратить внимание на то, что активная мощность в режиме холостого хода равна потерям в сердечнике трансформатора.

Относительные параметры ветви намагничивания рассчитываются по формулам (1.18 – 1.29).

Опыт короткого замыкания проводится при коротком замыкании во вторичной цепи. При этом напряжение источника питания должно быть равно напряжению короткого замыкания трансформатора ( в нашем случае U_k = 29,7 B, пункт 11 предварительных расчетов).

Активная мощность в режиме короткого замыкания при первичном токе, равном номинальному значению, определяет потери в обмотках трансформатора. После проведения опытов и расчёта параметров следует сравнить их с теми, которые были введены в окно параметров (рис. 1.6).

Снятие нагрузочных и рабочих характеристик трансформатора производится на модели (рис. 1.5) при изменении сопротивления нагрузки от 0,2R_ном до 1,2R_ном. При этом для каждого значения сопротивления нагрузки осуществляется моделирование. Номинальное сопротивление нагрузки рассчитывается по формуле:

                                       (1.30)

Обозначения соответствуют таблице (рис. 1.6). При проведении исследований заполняется таблица 1.5. В нашем случае она будет выглядеть так:

Таблица 1.5

Вычисления производятся по формулам: 

                                               (1.31)

                                     (1.32)

По данным таблицы строится нагрузочная характеристика трансформатора и отдельно – рабочие характеристики.

Нагрузочная характеристика трансформатора U₂ = ƒ(I₂).

Рабочая характеристика трансформатора η = ƒ(I₂).

Рабочая характеристика трансформатора cosφ = ƒ(I₂).

Рабочая характеристика трансформатора I₁ = ƒ(I₂).

Формы напряжения и тока на вторичной обмотке трансформатора получены с помощью осциллоскопа Scope и представлены на рисунке 1.15.

Рис. 1.15. Формы напряжения и тока на вторичной обмоткетрансформатора

Содержание отчёта

1. Схема модели и описание виртуальных блоков.

2. Сравнительная таблица заданных и определённых из опытов холостого и короткого замыкания параметров трансформатора.

3. Нагрузочная характеристика трансформатора U₂ = ƒ(I₂).

4. Рабочие характеристики трансформатора η, cosφ, I₁, вфункции тока нагрузки I_2.

5. Выводы по работе.