Bunda yuklanish koeffitsienti

Transformatorlarning quvvat isroflarini rostlash

Elektr energiyasi transformatsiyalanishi jarayonida energiya­ning bir qismi transformatordagi energiya isrofini qoplashga yo‘qoladi. Transformatordagi quvvat isrofi elektr va magnit isroflardan iborat.

Elektr isroflari. Transformator chulg‘amlaridan tok oqib o‘tishi natijasida chulg‘amlarning qizishi uchun sarf bo‘ladi. Elektr isroflari RE quvvati tokning kvadratiga proporsional bo‘lib, birlamchi RE1 va ikkilamchi RE2 chulg‘amlardagi elektr isroflari yig‘indisidan aniqlanadi


. (1.73)

bunda t — transformator fazalari soni (bir fazali transformator uchun t=1, uch fazalik uchun t = 3 ).

Transformatorni loyihalashda elektr isroflar qiymatini (1.73) ifoda yordamida hisoblanadi, transformatorni yasash jarayonida esa bu isroflar chulg‘am nominal toki bo‘lganda q.t. quvvati i (§1.11ga qarang) o‘lchangan tajriba natijalaridan olinadi
(1.74)
bunda — yuklanish koeffitsienti.
Elektr isroflari o‘zgaruvchan isroflar deb nomlangan, chunki ular qiymatlari transformator yuklanishiga bog‘liq.
Magnit isroflari. Magnit isroflari asosan magnit o‘zakda sodir bo‘ladi. Bu isroflarning sababi - magnit o‘zakning davriy ravishda o‘zgaruvchan magnit oqimi bilan qayta magnitlanishidir. Bu qayta magnitlanish magnit o‘zakda ikki hil magnit isroflar keltirib chiqaradi:
magnit o‘zak ferromagnit materialida qoldiq magnetizmni yo‘qotish uchun sarflangan energiya bilan bog‘liq bo‘lgan, gisterezis RG isroflari;
magnit o‘zak plastinkalarida o‘zgaruvchan magnit oqim tomonidan induktivlangan uyurma tok hosil qilgan uyurma toklar quvvat isroflari RUT


1.40-rasm. Transformator isroflarining yuklanishga bog‘liqligi (a) va energetik diagrammasi (b)
Magnit isroflarni kamaytirish maqsadida transformator magnit o‘zagi magnit-yumshoq ferromagnit materialdan – yupqa tunikasimon elektrotexnik po‘latlardan yasaladi. Bunda magnit o‘zak alohida bir biridan yupqa lak plenkasi bilan izolyasiyalargan ingichka plastinalardan iborat shixtovkalangan paketlardan tuziladi.
Gisterezis magnit isroflari magnit o‘zak qayta magnitlanishi chastotasiga ( ), ya’ni o‘zgaruvchan tok chastotasiga to‘g‘ri proporsional, uyurma toklardan magnit isroflari shu chastotaning kvadratiga proporsionaldir . Umumiy magnit isroflari chastotaning 1,3 darajasi miqdoriga proporsional ekan.
Magnit isroflari sterjen va yarmolardagi magnit induk­siya­siga ham bog‘liq bo‘lib, induksiya kvadratiga propor­sionaldir . Birlamchi kuchlanish o‘zgarmas bo‘lsa (U1 = const), magnit isroflari o‘zgarmas bo‘ladi, ya’ni transformator yuklanish darajasiga bog‘liq bo‘lmaydi (1.40,a-rasm).
Transformatorni loyihalashda magnit isroflar qiymatini solishtirma isroflardan - 1 kg yupqa listli elektrotexnik po‘latda, induksiyasi 1,0; 1,5 yoki 1,7 Teslo (Tl) va qayta magnitlanish chastotasi 50 Gers (Gs) bo‘lgandagi solishtirma magnit isroflaridan olinadi
, (1.75)
bunda V - transformator sterjeni yoki yarmosidagi real magnit induksiyasi, Tl; Vx - qabul qilingan solishtirma magnit isroflariga mos bo‘lgan magnit induksiyasi, masalan, Vx = 1,0 yoki 1,5 Tl.
Solishtirma magnit isroflari qiymatlari yupqa listli elektrotexnik po‘lat uchun GOST (davlat standarti)da keltiriladi. Masalan, qalinligi 0,5 mm, induksiyasi V = 1,5 Tl, chastotasi f = 50 Gs bo‘lgan 3411 markali po‘lat uchun solishtirma magnit isroflari P1.5/50=2,45 Vt/kg ga teng.
Ishlab chiqarilgan transformator uchun magnit isroflar tajriba natijalaridan olinadi. Bunda birlamchi nominal kuchlanishdagi yu.i. quvvati o‘lchanadi .
Shunday qilib, tarmoqdan transformator birlamchi chulg‘amiga kelayotgan R1 aktiv quvvat, qisman shu chulg‘amlardagi elektr quvvat isroflariga RE1 aylanadi. Chulg‘amlardagi o‘zgaruvchan toklar hosil qilgan magnit o‘zakdagi o‘zgaruvchan magnit oqim magnit isroflar ni hosil qiladi. Bundan qolgan quvvat elektromagnit quvvat deyiladi va ikkilamchi chulg‘amga uzatiladi va qisman shu chulg‘amdagi elektr isroflari ga sarflanadi. Aktiv quvvat R2 transformator yuklanishiga uzatilib, uning miqdori transformatorga kelayotgan birlamchi aktiv quvvat R1 dan quvvat isroflari yig‘indisini ayirilganiga teng: R2 = R1 - ∑R . Bunda ∑R - transformatordagi quvvat isroflari yig‘indisi va ularning barchasi 1.40,b-rasm keltirilgan.
Transformatorning foydali ish koeffitsienti deb, ikkilamchi chulg‘amning chiqish qismidagi aktiv quvvat R2 (foydali quvvat) ni birlamchi chulg‘am kirishidagi aktiv quvvat R1 ga nisbatiga aytiladi:
. (1.76)

Isroflar yig‘indisi ∑P = P0nom + β2 Pk.nom.

Transformator ikkilamchi chulg‘ami klemmalaridagi aktiv qarshilik, (Vt)
, (1.78)
bunda - transformatorning nominal quvvati, V.A; I2 i U2 — ikkilamchi liniya tok, A va kuchlanishlari, V.
ekanligini e’tiborga olib, transformatorning foydali ish koeffitsienti (f.i.k.) uchun analitik ifodani aniqlaymiz
(1.79)
F.I.K. ifodasining tahlili shuni ko‘rsatadiki, uning kattaligi transformator yuklanishining qiymatiga ham (β), yuklanish xarakteri (cosφ2)ga ham bog‘liq ekan. Bu bog‘lanish 1.41-rasmdagi grafik bilan keltirilgan. F.i.k.ning maksimal qiymati yuklanishning shunday miqdoriga mos keladiki, unda magnit isroflari elektr isroflariga teng

1.41-rasm. Transformator F.I.K.ning yuklanishga bog‘liqligi
R_0nom =β'₂/R_K.NOM,

bo‘ladi. Bundan, f.i.k.ning maksimal qiymatiga mos keluvchi yuklanish koeffitsienti quyidagicha bo‘ladi

. (1.80)
Aksariyat, transformator f.i.k. maksimal qiymatiga ning 0,45 ÷ 0,65 miqdorlarida erishadi. Ifoda (1.79)dagi R o‘rniga ning qiymatini qo‘ysak, transformator maksimal f.i.k. ni aniqlaymiz


(1.81)

Transformatorning quvvat bo‘yicha f.i.k.dan tashqari, energiya bo‘yicha f.i.k.dan ham foydalaniladi. Energiya bo‘yicha f.i.k. yil davomida transformatordan iste’molchiga uzatilgan energiya miqdorini W2 (kVt·s), shu muddat ichida transformatorga tarmoqdan kelgan elektr energiya miqdori W1ga nisbatiga aytiladi η = w2 / w1.

Transformatorning energiya bo‘yicha f.i.k. transformator ekspluatatsiyasining samaradorli ekanligini ko‘rsatadi.
Misol 1.7. Quvvati 100 kV·A, kuchlanishi 6,3/0,22 kV bo‘lgan uch fazali transformatorning yu.i. (1.4-misolni ko‘ring) va q.t. (1.5-misolga qarang) tajribalaridan foydalanib (R0.NOM=605 Vt, Rk.NOM=2160 Vt) transformator f.i.k. va bog‘lanish grafigini chizing. Hisoblashlarni quvvat koeffitsientining ikki qiymati 0,8 va 1,0 uchun bajaring.
Echish. Ifoda ning grafigini qurish maqsadida f.i.k. ning birnecha qiymatlarini aniqlash uchun (yuklanish koeffitsienti β = 0,25; 0,5; 0,75 va 1,0 uchun) ning qiymatlarini hisoblaymiz. Hisoblash natijalarini 1.3-jadvalga kiritamiz.
1.3- jadval

β	β2Rknom, Vt	∑P, Vt	f.i.k., %, cosφ2
			cosφ2=0,8	cosφ2=1
0,25 0,50 0,75 1,0	134 540 1210 2150	739 1145 1815 2755	96,5 97,3 97,1 96,6	97,0 97,8 97,6 97,3

Eslatma. 1) [ (1.80) ga qarang];

2) R0nom = 605 Vt.

F.i.k. ning maksimal qiymati (1.81) dan:

cosφ2=0,8 bo‘lganda
, ili 97,2%;
cosφ2=1,0 bo‘lganda
, ili 97,8%.

Shunday qilib, f.i.k. grafigi aktiv yuklanishda yuqoriroqda bo‘lar ekan.

1.15. Transformator kuchlanishini rostlash

Pasaytiruvchi transformatorlar QK chulg‘amlari rostlovchi ulanishlar (qo‘shimcha o‘ramlar) bilan jihozlanadi. Ular yordamida birlamchi chulg‘am nominal kuchlanishi bo‘lgandagi nominal ikkilamchi chulg‘am kuchlanishiga mos kelgan transformatsiyalash koeffitsientidan farqli bo‘lgan, boshqa qiymatlardagi transfor­matsiyalash koeffitsientlarini olish mumkin bo‘ladi. Bunga ehtiyoj shundaki, pasaytiruvchi transformator ulanishi mumkin bo‘lgan elektr uzatish liniyalari (EUL)ning xar hil nuqtalarida, kuchlanish xar hil bo‘ladi. Bundan tashqari, yuklanishning tebranishi natijasida EUL ixtiyoriy nuqtasida kuchlanishlar o‘zgarishi mumkin. Biroq, transformator ikkilamchi chulg‘ami klemmalarida kuchlanishi doimo nominal bo‘lishi shart ekanligi yoki nominaldan biroz farqli bo‘lishi mumkin ekanligi sababli, transformatsiyalash koeffitsientini o‘zgartirish zarurati tug‘iladi.

Rostlovchi ulanishlar har bir faza chulg‘amlarida yoki nol nuqtasi yaqiniga, yoki chulg‘amning o‘rtasiga qo‘yiladi. Birinchi holatda har bir fazada uchtadan ulanishlar qo‘yiladi (1.42,a-rasm). Bunda, o‘rtadagi ulanish transformator nominal transfor­matsiyalash koeffitsientiga mos keladi, qolgan ikki ulanish esa, nominal transformatsiyalash koeffitsientidan ±5% ga farqli bo‘ladi. Ikkinchi holatda chulg‘am ikki qismga ajratiladi va oltita ulanishlar qilinadi (1.42,b-rasm). Bu shunday imkoniyat yaratadiki, nominal transformatsiyalash koeffitsientidan tashqari, yana to‘rtta qo‘shimcha qiymatlar – nominaldan ±2,5% va ±5% ga farqlanuvchi transformatsiyalash koeffitsientini beradi.
Chulg‘amlardagi ulanishlarni rostlash, faqat transformatorni tarmoqdan uzilganda amalga oshirib (qo‘zg‘atishsiz rostlab ulash – QSRU) yoki yuklanishni uzmasdan rostlab - kuchlanishni boshqarish (YUUR) mumkin. QSRUda ulanishlarni ulash 1.43-rasmda keltiril­gan. Xar bir fazaga bittadan qayta ulagich o‘rnatiladi, bunda barcha fazalarda bir vaqtda kontakt halqalarni aylanuvchi val, shtanga orqali transformator baki qopqog‘idagi dastak (1.13,b-rasm) bilan ulangan.