Величина токов первичной и вторичной цепей для разных коэффициентов трансформации автотрансформатора могут быть определены по формулам:
а) однофазный автотрансформатор (см. рис. 2.2)
для
первичный ток, активная и реактивная составляющие первичного тока:
вторичный ток, активная и реактивная составляющие вторичного тока:
для
………………………………………………………….
для
б) трехфазный автотрансформатор
для
для
………………………………………………………….
для
где P 2, P 3, …, Pn;
U а, U с, …, Un и cosφ2, cosφ3, … cosφ n – мощности, напряжения и коэффициенты мощности вторичных цепей по заданию;
I µ– намагничивающий ток автотрансформатора, который предварительно может быть принят:
от величины активной составляющей первичного тока;
I µ1 и I µ2 – намагничивающие токи в средней и крайних фазах трехфазного автотрансформатора;
η – предварительное значение КПД автотрансформатора, величина которого приближенно вычисляется по формуле
;
η 2t – КПД трансформатора мощностью, равной расчетной мощности автотрансформатора P 2 t, может быть ориентировочно взят по кривой на
рис. 1.7;
cosφ1 – коэффициент мощности первичной цепи, определяемый, как и в маломощных трансформаторах, по пункту 1.2.1.
Полученные значения токов для всех коэффициентов трансформации удобно свести в табл. 5.
Табл. 5
Расчетные значения токов автотрансформатора
k | P | cosφ | sinφ | I 2 | I 2а | I 2р | I 1 | I 1а | I 1р | cosφ1 | η | Примечание |
По заданию | Вычисляются | |||||||||||
U 1/ U a | ||||||||||||
U 1/ U c | ||||||||||||
…. | ... | … | … | ... | ... | .. | .. | .. | .. | …. | .. | ……… |
U 1/ Un |
В том случае, когда U 2 отличается от U 1 не более чем на 25%, нагрузка вторичной цепи активная, а величина мощности P 2 t не менее 50–75 ВА, можно при определении первичных токов автотрансформатора с достаточной точностью практически положить cosφ1 и ηравными единице.
2.2.3. Определение токов отдельных частей
обмотки автотрансформатора
Величина токов отдельных частей обмотки автотрансформатора может быть определена методом наложения вторичной цепи на первичную. В случае автотрансформатора с секционированной обмоткой определение токов отдельных частей обмотки следует производить при всех коэффициентах трансформации.
В соответствии с рис. 2.2 величина токов в отдельных частях обмотки автотрансформатора может быть определена по формулам:
а) при
;
б) при :
;
………………………………………………………………………
в) при :
;
где, I 1, I 1a, I 1p, I 2, I 2a, I 2p – полные, активные и реактивные составляющие токов первичных и вторичных цепей из табл. 5 пункта 2.2.2.
Вычисленные значения токов отдельных частей обмотки автотрансформатора удобно свести в табл. 6.
Табл. 6
Расчетные значения токов отдельных частей обмотки автотрансформатора
k | ……….. | Примечание | |||
Iab | |||||
Ibс | |||||
Icd | |||||
…... | ……. | …….. | ……… | …… | ……. |
Idn |
2.2.4. Выбор индукции
в стержне сердечника автотрансформатора
Выбор величины индукции в стержне сердечника маломощного автотрансформатора производится так же, как и в маломощных трансформаторах, по пункту 1.2.2.
2.2.5. Выбор плотности тока
в проводах обмотки автотрансформатора
Выбор плотности тока в обмотках автотрансформаторов определяется теми же условиями, как и у маломощного трансформатора, по пункту 1.2.3. При выборе плотности тока в обмотке автотрансформатора необходимо руководствоваться его расчетной мощностью P 2 t.
В автотрансформаторах с расчетной мощностью P 2 t примерно до 100 ВА допускаемая плотность тока в проводах обмотки может составлять:
А/мм2.
В автотрансформаторах с расчетной мощностью P 2 t свыше 100 ВА и до нескольких сотен вольтампер эта плотность обычно составляет:
А/мм2.
При температуре окружающей среды 50–60º следует выбирать низкие пределы плотности тока.
2.2.6. Определение поперечного сечения стержня и ярма
сердечника автотрансформатора
Определение поперечных сечений стержня S c и ярма S я сердечника автотрансформатора производится так же, как и в маломощных трансформаторах, по пункту 1.2.4, с тем отличием, что в формулу для определения сечения стержня S c вместо P 1 ставится расчетная мощность автотрансформатора P 2 t и коэффициент С в формуле должен быть увеличен на 15–20 %.