Титульная страница Задачника

Решебник Кацмана по ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ

Сборник задач 2003 г.

Кацман М.М.

separator

Коэффициент трансформации, ЭДС и токи в обмотках
параметры холостого хода и короткого замыкания

Задача 1.1

Цена Решения - 150 руб (pdf) - 200 руб (word)

Однофазный двухобмоточный трансформатор имеет номинальные напряжения: первичное 6,3 кВ, вторичное 0,4 кВ. Максимальное значение магнитной индукции в стержне Вmах = 1,5 Тл, площадь поперечного сечения этого стержня Q = 200 см2, коэффициент заполнения стержня сталью kc = 0,95. Определить число витков в обмотках трансформатора и коэффициент трансформации, если частота переменного тока в сети f = 50 Гц.
Исходные данные: U1ном = 6,3 кВ; U2ном = 0,4 кВ; Вmах = 1,5 Тл; Q = 200 см2; kc = 0,95; f = 50 Гц.

Решение 1.1(pdf) Решение 1.1(docx)

Задача 1.2

Используя приведенные в табл. 1.1. значения параметров трехфазных масляных трансформаторов серии ТМ (в обозначении марки в числителе указано номинальная мощность трансформатора в кВ·А, а в знаменателе - высшее напряжение кВ), определить для каждого варианта значение параметров, величины которых не указаны в таблице. Обмотки соединены по схемам Y/Y. Частота тока в сети f = 50 Гц.

Цена Решения - 150 руб (pdf) - 200 руб (word)

Параметр Тип трансформатора
ТМ-1000/35 ТМ-50/6 ТМ-100/6 ТМ-180/6 ТМ-320/6 ТМ-560/35 ТМГ-750/35 ТМ-1000/6 ТМ-10/6
Основной магнитный поток
Фмах, Вб
                 
                 
Число витков w1 1600 1190 522 2000
Число витков w2   72 146
Сечение стержня магнитопровода
Qст, м2, при Вмах = 1,5 Тл
                 
                 
Напряжение U1ном, кВ 35 6 6 6 6 35 35 6 6
Напряжение U2ном, кВ 0,4 0,5 0,5 0,4 3,15 0,4 0,4
Коэффициент
трансформации k
5,56 5,55
РЕШЕНИЯ: PDF
1000/35
PDF
50/6
PDF
100/6
PDF
180/6
PDF
320/6
PDF
560/35
PDF
750/35
PDF
1000/6
PDF
10/6
WORD
1000/35
WORD
50/6
WORD
100/6
WORD
180/6
WORD
320/6
WORD
560/35
WORD
750/35
WORD
1000/6
WORD
10/6

Задача 1.3

Однофазный двухобмоточный трансформатор номинальной мощностью Sном и номинальным током во вторичной цепи I2ном при номинальном вторичном напряжении U2ном имеет коэффициент трансформации k; при при числе витков в обмотках w1 и w2. Максимальное значение магнитной индукции в стержне Вmах, а площадь поперечного сечения этого стержня Q; ЭДС одного витка Евтк, частота переменного тока в сети f = 50 Гц. Значения перечисленных параметров приведены в табл. 1.2. Требуется определить не указанные в этой таблице значения параметров для каждого варианта.

Цена Решения - 160 руб (pdf) - 220 руб (word)

Параметр Варианты
1 2 3 4 5
SНОМ, кВ·А 120 240 600
U2НОМ, В 400 630 880 660
w1 1800
w2 169 128 140
k 15 12 23,4 9,55
ЕВТК, В 5 6
QСТ, м2 0,018 0,022
Вmax, Тл 1,5 1,4 1,5 1,55
I2НОМ, А 172 140
РЕШЕНИЯ: PDF 1 PDF 2 PDF 3 PDF 4 PDF 5
WORD 1 WORD 2 WORD 3 WORD 4 WORD 5

Задача 1.4

Однофазный трансформатор включен в сеть с частотой переменного тока f = 50 Гц. Номинальное вторичное напряжение U2ном, а коэффициент трансформации k (табл. 1.3). Определить число витков в обмотках w1 и w2, если в стержне магнитопровода трансформатора сечением Q максимальное значение магнитной индукции Вmах. Коэффициент заполнения стержня сталью 𝑘с - 0,95.

Цена Решения - 150 руб (pdf) - 200 руб (word)

Параметр Варианты
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U2ном, B 230 400 680 230 230 400 400 680 230 230
k 15 10 12 8 10 6 8 12 14 8
Q, м2 0,049 0,08 0,12 0,18 0,065 0,08 0,12 0,076 0,06 0,085
Bmах, Tл 1,3 1,6 1,8 1,3 1,4 1,5 1,2 1,3 1,5 1,2
РЕШЕНИЯ: PDF 1 PDF 2 PDF 3 PDF 4 PDF 5 PDF 6 PDF 7 PDF 8 PDF 9 PDF 10
WORD 1 WORD 2 WORD 3 WORD 4 WORD 5 WORD 6 WORD 7 WORD 8 WORD 9 WORD 10

Задача 1.5

В таблице 1.4. приведены данные некоторых параметров трехфазных масляных трансформаторов: номинальная мощность Sном, номинальное первичное U1ном и вторичное U2ном напряжения, номинальный ток первичной обмотки I1ном, напряжение короткого замыкания uк и его активная uка реактивная uкр составляющие; ток холостого хода i0; мощности холостого хода Р0 и короткого замыкания Pк; коэффициенты мощности холостого хода cosφ0 и короткого замыкания cosφк; сопротивление короткого замыкания Zк и его активная rк и реактивная хк составляющие; номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки ΔUном при коэффициенте мощности нагрузки трансформатора cosφ2 = 0,8 (характер нагрузки − индуктивный). Соединение обмоток трансформатора Y/Y. Требуется определить параметры трансформатора, значения которых в таблице не указаны.

Цена Решения - 200 руб (pdf) - 270 руб (word)

Параметр Тип трансформатора
1 2 3 4 5 6
ТМ-25/10 ТМ-40/6 ТМ-63/10 ТМ-100/6 ТМ-160/10 ТМ-250/6
Sном, кВ • А 25 63 250
10 6 10 6 10
uк, % 4,5 4,5 4,5
3,2 4,5 2,6 2,4
Р0, кВт 0,13 0,175 0,51
Рк, кВт 0,6 0,88 2,65
I,  А 3,87 9,6 9,2 24
I0, А 0,115 0,16
Uк, кВ 0,28 0,45
Zк, Ом
cos фк 0,30
sin фк
cos ф0 0,13
uк.а, % 1,95
uк.р, % 6,2
rк, Ом 0,0036
хк, Ом 0,01
Δ %
РЕШЕНИЯ: PDF 1 PDF 2 PDF 3 PDF 4 PDF 5 PDF 6
WORD 1 WORD 2 WORD 3 WORD 4 WORD 5 WORD 6

Задача 1.6

Технические данные трехфазных силовых трансформаторов серии ТМ приведены в табл. 1.5: номинальная мощность Sном, номинальное первичное U1ном и вторичное U2ном напряжения, напряжение короткого замыкания uк, мощность короткого замыкания Ркном, мощность холостого хода Р0ном, ток холостого хода i0. Определить необходимые параметры и построить треугольник короткого замыкания (обмотки соединены Y/Y). Параметры приведены к рабочей температуре.

Цена Решения - 250 руб (pdf) - 350 руб (word)

Вариант Тип трансформатора Sном, кВА U1ном, кВ U2ном, кВ uk, % Ркном, кВт Р0ном, кВт i0, % РЕШЕНИЯ:
Вар 1 ТМ-1000/10 1000 10 0,4 5,5 12,2 2,45 1,4 PDF 1 WORD 1
Вар 2 ТМ-1600/10 1600 10 0,4 5,5 18,0 3,3 1,3 PDF 2 WORD 2
Вар 3 ТМ-2500/10 2500 10 0,4 5,5 25,0 4,6 1,0 PDF 3 WORD 3
Вар 4 ТМ-4000/10 4000 10 0,4 5,5 33,5 6,4 0,9 PDF 4 WORD 4
Вар 5 ТМ-6300/10 6300 10 0,4 5,5 46,0 9,0 0,8 PDF 5 WORD 5
Вар 6 ТМ-630/10 630 10 0,4 5,5 7,6 1,56 2,0 PDF 6 WORD 6

Задача 1.7

Используя данные задачи 1.6 рассчитать величину изменения напряжения на выходе трансформатора при номинальной нагрузке ΔUном при коэффициентах мощности нагрузки cosφ2 = 1 и cosφ2 = 0,8 и при индуктивном и емкостном характерах нагрузки, а также при активно - индуктивном характере нагрузки и фазовом сдвиге φ2 = φк. Сравнить полученные результаты и сделать вывод о влиянии характера нагрузки на величину вторичного напряжения трансформатора.

Цена Решения - 200 руб (pdf) - 250 руб (word)

Вариант Тип трансформатора РЕШЕНИЯ:
Вар 1 ТМ-1000/10 PDF 1 WORD 1
Вар 2 ТМ-1600/10 PDF 2 WORD 2
Вар 3 ТМ-2500/10 PDF 3 WORD 3
Вар 4 ТМ-4000/10 PDF 4 WORD 4
Вар 5 ТМ-6300/10 PDF 5 WORD 5
Вар 6 ТМ-630/10 PDF 6 WORD 6

Задача 1.8

Для однофазного трансформатора номинальной мощностью Sном и номинальным первичным напряжением Uном, мощностью короткого замыкания Рк ном и напряжением короткого замыкания uк рассчитать данные и построить график зависимости изменения вторичного напряжения ΔU от коэффициента нагрузки β, если коэффициент мощности нагрузки cosφ2. Значения перечисленных параметров приведены в табл. 1.6 (параметры приведены к рабочей температуре).

Цена Решения - 200 руб (pdf) - 280 руб (word)

Параметр Варианты
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sном, кВ·А 600 250 800 100 180 560 320 50 120 80
U1ном, кВ 31,5 6,3 31,5 6,3 6,3 10 10 3,4 6,3 10
Рк.ном, кВт 20 12 22 7 10 25 13 3,5 8 5,4
uk, % 8,5 6,5 8,5 5,5 6,5 7 6,5 5,5 5,5 6
cosφ2 0,75
(емк.)
0,85
(инд.)
0,80
(емк.)
0,70
(инд.)
1,0 0,85
(инд.)
0,9
(емк.)
1,0 0,80
(инд.)
0,70
(инд.)
РЕШЕНИЯ: PDF 1 PDF 2 PDF 3 PDF 4 PDF 5 PDF 6 PDF 7 PDF 8 PDF 9 PDF 10
WORD 1 WORD 2 WORD 3 WORD 4 WORD 5 WORD 6 WORD 7 WORD 8 WORD 9 WORD 10

Задача 1.9

Используя параметры однофазных трансформаторов, приведенные в таблице 1.6, и результаты решения задачи 1.8, рассчитать необходимые параметры и построить упрощенную векторную диаграмму трансформатора (током холостого хода пренебречь). При этом рассмотреть два случая номинальной нагрузки трансформатора при значении коэффициента мощности cosφ1 = 0,7 при индуктивном характере нагрузки и при емкостном характере нагрузки. Определить коэффициент мощности трансформатора cosφ2.

Цена Решения - 500 руб (pdf) - 600 руб (word)

Параметр Варианты
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
РЕШЕНИЯ: PDF 1 PDF 2 PDF 3 PDF 4 PDF 5 PDF 6 PDF 7 PDF 8 PDF 9 PDF 10
WORD 1 WORD 2 WORD 3 WORD 4 WORD 5 WORD 6 WORD 7 WORD 8 WORD 9 WORD 10

Векторная диаграмма, потери и КПД трансформатора

Задача 1.10

Трехфазный трансформатор имеет параметры, значения которых приведены в табл. 1.7.: номинальная мощность Sном, и номинальные напряжения (линейные) U1ном, и U2ном, ток холостого хода i0; напряжение короткого замыкания uк, потери холостого хода Р0ном и короткого замыкания Ркном. Обмотки соединены по схеме "звезда - звезда".
Требуется определить: параметры Т-образной схемы замещения, считая ее симметричной (r1 = r’2 и x1 = x’2), а также фактические значения сопротивлений вторичной обмотки; величины КПД η, соответствующие значениям полной мощности трансформатора 0,25Sном; 0,5Sном; 0,75Sном и Sном при коэффициентах мощности нагрузки cosφ2 = 0,8 (индуктивный характер нагрузки) и cosφ2 = 1;: номинальное изменение напряжения ΔUном. Построить графики η = f(β) и U2 = f(β).

Цена Решения - 500 руб (pdf) - 600 руб (word)

Параметр Варианты
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sном, кВ · А 100 180 320 560 1000 800 600 700 400 200
U1ном, кВ 0,5 3,0 6,0 10 35 10 10 6,0 3,0 3,0
U2ном, В 0,23 0,4 0,4 0,4 3,0 0,4 0,6 0,6 0,23 0,23
uк, % 5,5 5,5 8,5 6,5 5,5 6,5 8,5 5,5 6,5 5,5
i0, % 6,5 5,5 5,5 5,5 5,0 5,0 5,5 5,5 5,5 6,5
P0ном, кВт 0,65 1,2 1,6 2,5 5,2 3,6 2,8 3,2 2,0 1,5
Рк.ном, кВт 2,0 3,6 5,8 9,0 .13,5 10,0 9,0 8,2 6,0 4,0
РЕШЕНИЯ: PDF 1 PDF 2 PDF 3 PDF 4 PDF 5 PDF 6 PDF 7 PDF 8 PDF 9 PDF 10
WORD 1 WORD 2 WORD 3 WORD 4 WORD 5 WORD 6 WORD 7 WORD 8 WORD 9 WORD 10

Задача 1.11

В табл. 1.8. приведены данные трехфазных силовых трансформаторов серии ТМ: полная номинальная мощность Sном; номинальные потери холостого хода Р0ном и короткого замыкания Ркном. Коэффициент мощности нагрузки cosφ2. Требуется определить величину снижения КПД при номинальной нагрузке по сравнению с его максимальным значением.

Цена Решения - 150 руб (pdf) - 230 руб (word)

Тип трансформатора Sном, кВ · А P0ном, кВт Рк.ном, кВт cosφ2 РЕШЕНИЯ:
Вариант 1 ТМ-100/35 100 0,465 1,97 0,80 PDF 1 WORD 1
Вариант 2 ТМ-160/35 160 0,70 2,65 0,85 PDF 2 WORD 2
Вариант 3 ТМ-250/35 250 1,0 3,70 0,85 PDF 3 WORD 3
Вариант 4 ТМ-400/35 400 1,35 5,50 0,80 PDF 4 WORD 4
Вариант 5 ТМ-630/35 630 1,90 7,60 0,75 PDF 5 WORD 5
Вариант 6 ТМ-1000/35 1000 2,75 12,2 0,70 PDF 6 WORD 6
Вариант 7 ТМ-1600/35 1600 3,65 18,0 0,80 PDF 7 WORD 7
Вариант 8 ТМ-2500/35 2500 5,10 25,0 0,75 PDF 8 WORD 8
Вариант 9 ТМ-4000/35 4000 6,70 33,5 0,85 PDF 9 WORD 9
Вариант 10 ТМ-6300/35 6300 9,40 46,5 0,80 PDF 10 WORD 10

Задача 1.12

В табл. 1.9. приведены данные трехфазных трансформаторов серии ТCЗ (трансформатор трехфазный сухой с заземленной первичной обмоткой). Используя эти данные определить: коэффициент трансформации k, номинальные значения токов первичной I1ном и вторичной I2ном обмоток; ток холостого хода I0ном; напряжение короткого замыкания Uкном; сопротивление короткого замыкания Zк и его активную rk и индуктивную xk составляющие. Определить номинальное изменение напряжения при значениях коэффициента мощности нагрузки cosφ2 = 1; 0,8 (инд), и 0,8 (ёмк); номинальные и максимальные КПД трансформатора при коэффициентах мощности нагрузки cosφ2 = 1 и 0,8.

Цена Решения - 400 руб (pdf) - 500 руб (word)

Тип трансформатора Sном, кВ · А U1ном, кВ U2ном, кВ Р0, кВт Рк ном, кВт uк, % i0, % РЕШЕНИЯ:
Вариант 1 ТСЗ-160/6 160 6 0,23 0,7 2,7 5,5 4,0 PDF 1 WORD 1
Вариант 2 ТСЗ-160/10 160 10 0,4 0,7 2,7 5,5 4,0 PDF 2 WORD 2
Вариант 3 ТСЗ-250/6 250 6 0,23 1,0 3,8 5,5 3,5 PDF 3 WORD 3
Вариант 4 ТСЗ-250/10 250 10 0,4 1,0 3,8 5,5 3,5 PDF 4 WORD 4
Вариант 5 ТСЗ-400/6 400 6 0,23 1,3 5,4 5,5 3,0 PDF 5 WORD 5
Вариант 6 ТСЗ-400/10 400 10 0,4 1,3 5,4 5,5 3,0 PDF 6 WORD 6
Вариант 7 TC3-630/6 630 6 0,4 2,0 7,3 5,5 1,5 PDF 7 WORD 7
Вариант 8 TC3-630/10 630 10 0,4 2,0 7,3 5,5 1,5 PDF 8 WORD 8
Вариант 9 ТСЗ-1000/6 1000 6 0,4 3,0 11,3 5,5 1,5 PDF 9 WORD 9
Вариант 10 ТСЗ-1000/10 1000 10 0,4 3,0 11,3 5,5 1,5 PDF 10 WORD 10
Вариант 11 ТСЗ-1600/10 1600 10 0,4 4,2 16,0 5,5 1,5    

Задача 1.13

Три трехфазных трансформатора номинальной мощностью Sном1, Sном2 и Sном3 и напряжением короткого замыкания uk1, uk2 и uk3 включены на параллельную работу.
Требуется определить:
1. Нагрузку каждого трансформатора (S1, S2 и S3) в кВА, если общая нагрузка параллельной группы равна сумме номинальных мощностей этих трансформаторов (Sобщ = Sном1 + Sном2 + Sном3).
2. Степень использования каждого трансформатора (S/Sном).
3. На сколько следует уменьшить общую нагрузку трансформаторов Sобщ, чтобы устранить перегрузку, как при этом будут использованы трансформаторы по мощности в % от их номинальной мощности.

Цена Решения - 200 руб (pdf) - 300 руб (word)

Параметр Варианты
1 2 3 4 5
Трансформатор I
Номинальная мощность SномI, кВ · А 5000 5600 3200 1800 560
Напряжение короткого замыкания uкI, % 5,3 5,3 4,3 4,4 4,0
Трансформатор II
Номинальная мощность SномII, кВ · А 3200 3200 4200 3200 420
Напряжение короткого замыкания uкII, % 5,5 5,5 4,3 4,0 4,2
Трансформатор III
Номинальная мощность SномIII, кВ · А 1800 3200 5600 4200 200
Напряжение короткого замыкания uкIII, % 5,7 5,5 4,0 3,8 4,5
РЕШЕНИЯ: PDF 1 PDF 2 PDF 3 PDF 4 PDF 5
WORD 1 WORD 2 WORD 3 WORD 4 WORD 5

Параллельная работа трансформаторов. Автотрансформаторы

Задача 1.14

Однофазный понижающий автотрансформатор номинальной (проходной) мощностью Sном при номинальном первичном напряжении U1 и номинальном вторичном напряжении U2 имеет число витков в обмотке w1 из которых w2 витков является общими для первичной и вторичной цепей. ЭДС индуцируемая в одном витке трансформатора Евтк. Требуется определить недостающие в таблице значения параметров, а также определить, во сколько раз масса и потери этого автотрансформатора меньше, чем у двухобмоточного трансформатора такой же мощности и напряжений. Определить мощности автотрансформатора, передаваемые из первичной во вторичную цепь электрическим и электромагнитным путями. При решении током холостого хода пренебречь.

Внимание!
Варианты 2, 4, 7 и 9 для этой задачи не решаются - в таблице перепутаны исходные данные!

Цена Решения - 200 руб (pdf) - 300 руб (word)

Параметр Варианты
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sном, кВ · А 15 4,0 6,0 16 8,0 3,0 5,0 2,8 9,0 12
U1, В 220 380 220 220 380
U2, В 110 220 127 140 220
Евтк, 0,85 0,75 1,73 0,90 0,90 0,85 1,0 0,85 1,0 1,022
w1 250 250 270 400 400
w2 130 130 250 240 130
РЕШЕНИЯ: PDF 1   PDF 3   PDF 5 PDF 6   PDF 8   PDF 10
WORD 1   WORD 3   WORD 5 WORD 6   WORD 8   WORD 10

Задача 1.15

В табл. 1.12 указаны значения следующих параметров однофазного понижающего автотрансформатора: номинальная (проходная) мощность Sном, коэффициент трансформации kА, токи в первичной I1ном и вторичной I2ном цепях, ток в общей части витков I12, напряжения первичное U1 и вторичное U2, мощности расчетная Sрасч и передаваемая электрическим путем Sэ. Используя указанные в таблице значения параметров, определить недостающие в таблице значения параметров.

Цена Решения - 150 руб (pdf) - 200 руб (word)

Параметр Варианты
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sном, кВ · А 2,64 2,2 3,5 3,5 2,8
Sэ, кВ · А 1,3 0,85 0,65
Sрасч, кВ · А 0,5 0,8 1,1
U1, В 220 380 380 380
U2, В 127 250 300 220
I1ном, А 12 8 12,7
I2ном, А 12 11 15
I12ном, А 6
kA 1,35 1,25 1,30 1,80
РЕШЕНИЯ: PDF 1 PDF 2 PDF 3 PDF 4 PDF 5 PDF 6 PDF 7 PDF 8 PDF 9 PDF 10
WORD 1 WORD 2 WORD 3 WORD 4 WORD 5 WORD 6 WORD 7 WORD 8 WORD 9 WORD 10

Дисциплины по ВУЗам

Популярные Теги технических Дисциплин