Контрольная работа № 1 4 страница

Определить величины, отмеченные прочерками в таблице 11. Объясните причину изменения первичного тока трансфор­матора при изменении его вторичного тока. (При определении соп­ротивления обмоток учесть, что Р_{0 ном} / 2 = 3 I_ном1 R₁; Р_{0 ном} / 2 = 3 I_ном2 R₂).

Таблица № 11

Исходные данные к задаче № 9

Номера вариантов	Sном, кВ×А	Uном1, кВ	Uном2, кВ	Iном1, A	Iном2, A	К	Pст, Вт	P0 ном, Вт	R1, Ом	R2, Ом	cos φ2	η ном
		-	0,4	60,7	-	-	1,31	-	0,344	-	0,6	-
	-	-	0,4	14,45	360,8	-	-	-	3,35	0,00538	-	0,981
		-	-	57,7	-	14,5	2,45	12,2	-	-	-	0,979
	-		-	-			1,31	-	-	-	0,6	0,977
	-		0,69	-		14,5	-	-	0,626	-	-	0,979
			-	-	-		-	-	-	0,0029	0,75	0,978
	-		0,4	-	-	-	-	7,6	-	0,00153	0,8	0,98
			-	-	-		0,74	4,2	-	-	1,0	-
	-		0,69	-		-	-	-	0,626	0,0029	0,92	-
			0,23	-	-	-	0,51	3,1	-	-	0,8	-

Задача № 10 (последняя цифра варианта - 2):

Трехфазный трансформатор имеет следующие номинальные величины: мощность S_ном; напряжения обмоток U_ном1 и U_ном2; токи I_ном1, I_ном2. Трансформатор питает асинх­ронные двигатели, полная мощность которых равна S_дв при коэффициенте мощности cos φ_дв. Коэффициент нагрузки трансформатора k_н Потери в обмотках и стали равны Р_{0 ном} и Р_ст. Коэффициент транс­формации равен К, а КПД трансформатора при данной нагрузке η_т.

Определить величины, отмеченные прочерками в таблице 12.

Почему в опыте холостого хода трансформатора пренебрегают потерями мощ­ности в обмотках, а в опыте короткого замыкания – потерями в стали? Как проводятся эти опыты?

Таблица № 12

Исходные данные к задаче № 10

Номера вариантов	Sном, кВ×А	Uном1, кВ	Uном2, кВ	Iном1, A	Iном2, A	Sдв, кВ×А	сos φ2	kн	P0 ном, кВт	Pст, кВт	К	η т
		-	0,4	144,3	-	-	0,88	0,8		-	-	0,99
	-		-	6,06		-	0,82	0,635	1,47	0,24	-	-
	-		-	-		-	0,85	0,75		3,3	14,5	-
			0,69	-	-	-	0,83	0,743	12,2	-	-	0,985
		-	0,23	-	-		-	-	1,47	0,24		0,975
	-		-	3,85	-	-	0,86	0,9	1,0	0,175		-
		-	0,69	92,4	-		0,85	-	-	3,3	-	0,987
	-		-	57,7	-	-	0,83	0,743	12,2	2,45	14,5	-
	-		-	-	3608,5		-	0,8		4,3	-	0,99
	-	-	0,69	-			0,83	-	-	2,45	14,5	0,985

Задача № 11 (последняя цифра варианта - 3):

Для трехфазного трансформатора в таблице 13 заданы тип и номинальные напряжения обмоток U_ном1 и U_ном2. Трансформатор работает с коэффициентом нагрузки k_н и коэффициентом мощности cos φ₂.

Определить (пользуясь техническими данными трансформаторов, представленных в таблице 14):

1) номинальные токи в обмотках;

2) токи в обмотках при заданном коэффициенте нагрузки;

3) ак­тивную и реактивную мощности, отдаваемые трансформатором;

4) потери в обмотках при заданном коэффициенте нагрузки;

5) КПД трансформатора при номинальной нагрузке и заданном коэффициенте нагрузки.

Начертить векторную диаграмму трансформатора для одной фазы в режиме холостого хода.

Таблица № 13

Исходные данные к задаче № 11

Номера вариантов	Тип трансформатора	Uном1, кВ	Uном2, кВ	kн	сos φ2
	ТМ – 2500		0,4	0,8	0,85
	ТМ - 40		0,23	0,75	0,9
	ТМ – 63		0,4	0,9	1,0
	ТМ – 100		0,4	0,85	0,92
	ТМ - 160		0,69	0,7	0,8
	ТМ – 630		0,4	0,7	0,85
	ТМ – 1000		0,69	0,8	0,9
	ТМ – 1600		0,4	0,75	1,0
	ТМ – 400		0,4	0,9	0,86
	ТМ - 250		0,23	0,75	0,83

Таблица № 14

Технические данные трансформаторов

Тип трансформатора	Sном, кВ×А	Напряжение обмоток, кВ	Потери мощности, кВт	Uк, %	I1х, %
Uном1	Uном2	Рст	Рном
ТМ – 25/6; 10		6; 10	0,23;0,4	0,13	0,69	4,7	3,2
ТМ – 40/6; 10		6;10	0,23;0,4	0,175	1,0	4,7	3,0
ТМ – 63/6; 10		6; 10	0,23; 0,4	0,24	1,47	4,7	2,8
ТМ - 100/6;10		6;10	0,23;0,4	0,33	2,27	6,8	2,6
ТМ - 160/6;10		6;10	0,23;0,4;0,69	0,51	3,1	4,7	2,4
ТМ - 250/6;10		6;10	0,23;0,4;0,69	0,74	4,2	4,7	2,3
ТМ - 400/6;10		6;10	0,23;0,4;0,69	0,95	5,5	4,5	2,1
ТМ - 630/6;10		6;10	0,23;0,4;0,69	1,31	7,6	5,5	2,0
ТМ - 1000/6;10		6;10	0,23;0,4;0,69	2,45	12,2	5,5	2,8
ТМ - 1600/6;10		6;10	0,23;0,4;0,69	3,3	18,0	5,5	2,6
ТМ – 2500/10			0,4;0,69;10,5	4,3	24,0	5,5	1,0

Примечание: Трансформатор ТМ – 400/10 – с масленым охлаждением, трёхфазный с S_ном = 400 кВА; U_ном1= 10 кВ и U_ном2 = 0,23; 0,4 или 0,69 кВ; потери в стали Р_ст = 0,95 кВт; потери в обмотках Р_{0 ном} = 5,5 кВт; напряжение короткого замыкания U_к = 4,5 %; ток холостого хода I _1х = 2,1 %.

Задача № 12 (последняя цифра варианта - 4):

Для однофазного трансформатора в таблице 15 заданы следующие номинальные величины: мощность S_ном; первичное U_ном1 и вторичное U_ном2 напряжения; первичный I_ном1 и вторичный I_ном2 токи. Коэффициент трансформации равен К. В обмотках наводятся ЭДС Е₁ и Е₂; числа витков обмоток w₁ и w₂. Магнитная индукция в магнитопроводе В_м, его сечение Q, магнитный поток в нем Ф_м. Частота тока в сети f.

Определить величины, отмеченные прочерками в таблице, и построить векторную диаграмму трансформатора в режиме холостого хода. Пояснить её построение. (При решении задачи пренебречь падением напряжения в первичной обмотке при холостом ходе, т.е. считать, что U_ном1≈ Е₁. При определении ЭДС Е₂ учесть, что номинальным вторичным напряжением называется напряжение на разомкнутой вторичной обмотке.)

Таблица № 15

Исходные данные к задаче № 12

Номера вариантов	Sном, кВА	Uном1, В	Uном2, В	Iном1, А	Iном2, А	К	Е1, В	Е2, В	w1	w2	Вм, Тл	Q10^-3, м^2	Фм10^-3, Вб	f, Гц
				-	-	-	-	-	-	-	1,5		-
	-	-		-	2,23	-		-	-	-	1,2	-
			-	-		-	-	-	-	-	-		6,5
	-	-	-	4,17	-	-	-	-			1,6		-
	0,5	-	-	-	-	-				-	-	2,5	-
	-	-	-	-			-		-		1,5	-	-
		-	-		-		-	-	-	-	-	7,5	10,5
	-	-			-	-	-	-		-	-
	-	-	-			-	-		5,4	-	1,4	-	-
	-	-	-		-			-		-	-		-

Задача № 13,14 (последняя цифра варианта – 5,6):

Инструментальный цех завода потребляет активную мощность Р и реактивную мощность Q. Для питания цеха на подстанции установлены трансформаторы с номинальным первичным U_ном1 и вторичным U_ном2 напряжениями. Числовые значения этих величин заданы в таблице 16. Пользуясь таблицей 14, выбрать тип и номинальную мощность трансформатора (один или два равной мощности, работающих параллельно).

Определить коэффициент нагрузки k_н и КПД η_т при данной нагрузке.

Как определяются ЭДС, наводимые в обмотках трансформатора? Как следует изменить числа витков обмоток, чтобы при увеличе­нии частоты тока в сети сохранить прежние значения ЭДС? Необходимая мощность трансформатора S_т, и коэффи­циент мощности нагрузки определяются по формулам:

S_т = , кB×А;

cos φ₂ = Р / S_т.

Таблица № 16

Исходные данные к задачам № 13, 14

Номера вариантов	Р, кВт	Q, кВар	Uном1, кВ	Uном2, кВ	Номера вариантов	Р, кВт	Q, кВар	Uном1, кВ	Uном2, кВ
				0,4					0,69
				0,4					0,23
				0,69					0,4
				0,23					0,23
				0,4					0,4
				0,23					0,69
				0,4					0,23
				0,69					0,4
				0,4					0,4
				0,4					0,4

Задача № 15 (последняя цифра варианта – 7):

Для работы предприятия необходи­ма активная мощность P₂ при коэффициенте мощности cosφ₂. Энергосистема ограничила потребление реактивной мощности до величины Q_э, в связи с чем предприятие установило конденсатор­ные батареи на низшем напряжении 0,4 кВ. Первичное напря­жение U_ном1. Указанные величины заданы в таблице 17.

Определить:

1) номинальную мощность трансформаторов и выбрать их по таблице 14 в двух случаях - до и после установки конденсаторов. В случае необходимости установить два трансформатора равной мощности, ра­ботающие параллельно;

2) для указанных двух случаев коэффициент нагрузки трансформатора и его первичный и вторичный токи;

3) не­обходимую мощность конденсаторной батареи и выбрать ее по таблице 18. Сделать заключение о целесообразности компенсации реактивной мощ­ности.

Таблица № 17

Исходные данные к задаче № 15

Номера вариантов	Р2, кВт	сos φ2	Qэ, кВар	Uном1, кВ	Номера вариантов	Р2, кВт	сos φ2	Qэ, кВар	Uном1, кВ
		0,75					0,8
		0,7					0,5
		0,6					0,6
		0,5					0,6
		0,6					0,5

Таблица № 18

Технические данные комплектных конденсаторных установок

Тип установки	Qб, кВар	Тип установки	Qб, кВар	Тип установки	Qб, кВар
УК – 0,38-75 УК – 0,38-78 УК – 0,38-110Н УК – 0,38-150Н		УК – 0,38-220Н УК – 0,38-225 УК – 0,38-300Н УК – 0,38-320Н		УК – 0,38-330Н УК – 0,38-430Н УК – 0,38-450Н УК – 0,38-540Н

Задача № 16 (последняя цифра варианта – 8):

Для трехфазного трансформатора известны номинальные величины: мощность S_ном1; первичное U_ном1 и вторичное U_ном2 напряжения; первичный I_ном1 и вторичный I_ном2 токи; коэффициент трансформации К. От трансформатора питается потребитель с активной мощностью Р₂ при коэффициенте мощности cos φ₂. При этом коэффициент нагрузки трансформатора составил k_н1. Для повышения коэффициента мощности до величины cos φ¢₂ на подстанции установили на низшем напряжении конденсаторы мощно­стью Q_б. В результате этого полная мощность предприятия умень­шилась до величины S₂ при сохранении прежней, активной мощности Р₂ и коэффициент нагрузки трансформатора уменьшился до k_н2. Поэтому стала возможной установка трансформатора меньшей мощнос­ти S_ном2, ближайшей к новой расчетной мощности S₂.

Определить величины, отмеченные прочерками в таблице 19. При заполнении по­следней графы таблицы стандартную номинальную мощность транс­форматора выбрать из таблицы 14. Как повлияла установка дополни­тельной конденсаторной батареи па величину мощности трансформа­тора? (Реактивная мощность батареи определяется по формуле Q_б = Р₂ (tg φ₂ — tg φ¢₂), кВАр. Здесь tg φ₂ соответствует cos φ₂ и ее находят по таблице Брадиса, зная cos φ₂, tg φ¢₂ соответствует cos φ'₂.

Таблица № 19

Исходные данные к задаче № 16

Номера вариантов	Sном, кВА	Uном1, кВ	Uном2, кВ	Iном1, А	Iном2, А	К	Р2, кВт	сos φ2	kн1	Qб, кВар	сos φ¢2	S2, кВА	kн2	Sном2, кВА
		-	0,69	57,8	-	-	-	-	-	197,5	0,93		-	-
		-	0,4	60,6	-	-	-	0,5	-	-	0,94	-	0,507	-
	-	-	-	15,4	-			0,65	0,77	54,8	-	-	-	-
	-		-	14,4	-		-	0,75	-	68,5	0,92	-	-	-
		-	-	38,5		-		0,6	-	-	0,95	-	-	-
			0,4	-	-	-		-	0,8	-	0,92	-	-	-
		-	0,23	-	-			-	-	56,4	0,9	-	-	-
	-		-	-		-		-	0,954		-		-	-
	-	-	-	-		14,5		0,8	-	-	-		0,602	-
	-		0,4	38,5	-	-	-	0,6	0,833		-	-	-	-

Задача № 17 (последняя цифра варианта – 9):

Однофазный трансформатор имеет следующие номинальные величины: мощность S_ном, первичное U_ном1 и вторичное U_ном2 напряжения, первичный I_ном1 и вторичный I_ном2 токи. Коэффициент трансформации равен К. В обмотках наводятся ЭДС Е₁ и Е₂. Магнитный поток равен Ф_м. Обмотки содержат w₁ и w₂ витков. Частота тока в сети f.

Определить величины, отмеченные прочерками в таблице 20. Начер­тить векторную диаграмму для первичной обмотки трансформатора и пояснить ее построение (Е₂ = U_ном2).

Таблица № 20

Исходные данные к задаче № 17

Номера вариантов	Sном, кВА	Uном1, В	Uном2, В	Iном1, А	Iном2, А	К	Е1, В	Е2, В	Фм, Вб	w1	w2	f, Гц
			-	-	-			-	0,006	-	-
	-	-		1,67		-	-	-	0,01		-
	0,5	-	-	-	-	1,73	-		0,003		82,5	-
	-		-	1,67	-			-	0,01	-	2,25	-
		-			-	-	-	-	-	-
	-	-	-			-			0,018	-	-
				-	-	-	-	-	-		62,7
		-	-	4,17	-		-	-	-
	-		-	-		-			0,016	-	-
	-			-	2,23	-		-	0,003	-	-

Задача № 18 (последняя цифра варианта – 0):

Трехфазный трансформатор, тип которого указан в таблице вариантов, питает активную нагрузку P₂ при коэффициенте мощности cos φ₂.

Определить:

1) номиналь­ные токи I_ном1 и I_ном2 в обмотках;

2) коэффициент нагрузки транс­форматора k_н;

3) токи в обмотках при фактической нагрузке;

4) сум­марные потери в трансформаторе Σр при номинальной нагрузке;

5) КПД трансформатора при фактической нагрузке.

Данные для своего варианта принять из таблицы 21. Недостающие величины принять из таблицы 14. Поясните конструктивные осо­бенности сварочных трансформаторов.

Таблица № 21

Исходные данные к задаче № 18

Номера вариантов	Тип трансформатора	Uном1, кВ	Uном2, кВ	Р2, кВт	cos φ2
	ТМ – 1000		0,4		0,94
	ТМ – 40		0,23		0,95
	ТМ – 400		0,4		0,9
	ТМ – 1600		0,69		0,95
	ТМ – 250		0,4		0,86
	ТМ – 63		0,23		1,0
	ТМ – 630		0,4		0,89
	ТМ – 160		0,4		1,0
	ТМ – 2500		0,69		0,93
	ТМ – 100		0,4		0,93

Дата добавления: 2015-05-06