Теори трансформатора Опции

[RuElektrik007]

Пытаюсь разобраться со следующей задачкой:
1. На вторичной смоделированного трансформатора на подстанции - параметры на скрине, проседает напряжение при перегрузке. Я это понимаю как при добавлении нагрузки в сеть, ток потребление увеличивается, что приводит к падению бо́льшего напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора. Т.е. от напряжения на входе, отнимается напряжение которое падает на внутреннем сопротивлении трансформатора (которое выросло из-за повышения тока), и напряжение на вторичной оказывается ниже чем было до добавления нагрузки.
2. Затем, я увеличил мощность трансформатора с 1 МВА до 2,5 МВА, и прогнал опять в проге. Результат теперь мне уже не совсем понятен - напряжение восстановилось.

Справка: Не судите строго за такой вопрос, образование нынче пошло такое что в техникуме не учат о деталях работы трансформатора, в дебри нас вообще не вводили. Надеюсь на опыт знатоков.

Ниже приведены три случая:
1) До добавления нагрузки - трансформатор 1 МВА
2) После добавления нагрузки - трансформатор 1 МВА
3) После добавления нагрузки - трансформатор 2,5 МВА
4) Параметры трансформаторов (1 МВА и 2,5 МВА)

Вопрос: Почему при одинаковых параметрах трансформатора до и после, кроме как его увеличения в мощности с 1,0 МВА до 2,5 МВА, напряжение на вторичной перестало проседать? Внутреннее сопротивление осталось тем же, и нагрузка после того как увеличилась, не менялась больше.

Сообщение отредактировал RuElektrik007 - 3.2.2023, 19:49

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Костян челябинск...]

Внутреннее сопротивление осталось тем же,

Вот здесь и ошибка

[Roman D]

Величина нелинейная.........и даже больше:

Спер отсюда

[eugevict]

Внутреннее сопротивление

Что Вы понимаете под "внутренним сопротивлением" ?

[Roman D]

Что Вы понимаете под "внутренним сопротивлением" ?

Предполагаю, что внутреннее напряжение, делённое на внутренний ток.

[eugevict]

Предполагаю, что внутреннее напряжение, делённое на внутренний ток.

Гениально !

[RuElektrik007]

Внутреннее сопротивление – активное и индуктивное сопротивление первичной и вторичной обмоток – Г-образная схема замещения.


Выше график интересный, понимаю его так:
1. При нагрузке превышающую 100%, потери в стали и меди, Ptot, будут расти
2. Потери в меди (активная часть внутреннего сопротивления) пропорциональны току нагрузки в квадрате, I^2. Под I^2 я понял так что это ток нагрузки.
3. Если потери повышаются, это значит напряжение которое падает на внутреннее сопротивление повышается, что приводит к проседанию напряжения на вторичной.

Я еще читал что еще может влиять насыщение сердечника, то есть когда напряженость (I) продолжает расти, а магнитная индукция (B) уже дошла до предела. Вот выдержка из статьи, переведенная на русский. Правда ли это по отношению к силовым трансформаторам?

Когда ток, протекающий в первичных обмотках трансформатора, увеличивается, напряженность магнитного поля увеличивается, но плотность магнитного потока не увеличивается бесконечно, и существует предел увеличения тока, за пределами которого плотность потока практически не увеличивается. Это состояние называется намагниченностью насыщения, а плотность потока в этом состоянии является плотностью потока насыщения.
Превышение этого предела для перехода в состояние насыщения намагниченности называется насыщением трансформатора. Это то же самое, что происходит в индукторе. Насыщение трансформатора не только означает, что плотность потока не может увеличиться; это также имеет печальное последствие внезапного уменьшения индуктивности. Когда индуктивность уменьшается, составляющая сопротивления по отношению к току становится только сопротивлением обмоток трансформатора. То есть, когда трансформатор достигает насыщения, протекает большой ток. Именно по этой причине насыщение трансформатора является проблемой при проектировании источника питания. То же самое относится и к индукторам.

Так как сайт больше ориентирован на электронику, можно ли строго провести аналогию с силовым трансформатором?

[Roman D]

Примерно смысл к тому и подводится: нельзя превышать допустимую расчетную мощность не только по электрической. но и магнитной части. Потолок есть и там, и там.
Любой трансформатор есть компромисс электрической, магнитной, изоляционной и экономической компонент. И эксплуатироваться должен в оптимальных для него условиях.

[eugevict]

Внутреннее сопротивление – активное и индуктивное сопротивление первичной и вторичной обмоток

Верно, но не стоит забывать за падение индуктивности.

Так как сайт больше ориентирован на электронику, можно ли строго провести аналогию с силовым трансформатором?

Теория работы т-ра одинакова для всех, а их режимы работы могут сильно отличаться.

[Rezo]

Я далеко не спец по трансформаторам подстанции, но тем не менее....

Вопрос: Почему при одинаковых параметрах трансформатора до и после, кроме как его увеличения в мощности с 1,0 МВА до 2,5 МВА, напряжение на вторичной перестало проседать? Внутреннее сопротивление осталось тем же, и нагрузка после того как увеличилась, не менялась больше.

Здесь нет какого-то одного фактора, тем более, что моделирование не может гарантировать точность результата.
Учтите, что комплексное сопротивление трансформатора нелинейно от его мощности и более маломощные имеют большее комплексное сопротивление и наоборот.
Вы же считаете, что эти сопротивления равны, что неверно и на это указал коллега "Костян челябинский".
Другой момент - у более мощного трансформатора и более мощные обмотки (большее сечение), поэтому и падение напряжения на них гораздо меньше.
По всем остальным моментам, Вам вроде как коллеги рассказали.

[RuElektrik007]

Насчет графика

Пересмотрел еще раз как и статью так и этот график и возникли вопросы насчет роста потерь в меди (в обмотке), пропорционально току I^2. Зависимость между потерями в меди и током нагрузки (I^2), нелинейная, а значит Pо (потери в меди) должна быть кривая, а там горизонтальная линия. Почему так? Потери в стали (гистеризис) показаны как нелинейная зависимость, и когда складываются потери в меди и стали получается уже полные потери, Ptot. С этим понятно.

Насчет мощности и внутренного сопротивления:
Сегодня открыл список уже внесенных в базу трансформаторов с их сопротивлениеми - Z1, Z0. Прикинул сопротивление и мощность, и как раз наоборот - выше мощность - выше сопротивление. Здесь что-то неясно...

[eugevict]

Пересмотрел еще раз как и статью так и этот график и возникли вопросы насчет роста потерь в меди (в обмотке), пропорционально току I^2. Зависимость между потерями в меди и током нагрузки (I^2), нелинейная, а значит Pо (потери в меди) должна быть кривая, а там горизонтальная линия. Почему так?

И с какого перепугу медь стала нелинейным сопротивлением (в тр-ре) ?

Сегодня открыл список уже внесенных в базу трансформаторов с их сопротивлениеми - Z1, Z0. Прикинул сопротивление и мощность, и как раз наоборот - выше мощность - выше сопротивление. Здесь что-то неясно...

Выкиньте такой калькулятор.

[RuElektrik007]

eugevict,
Цитирую статью от Roman D:

Потери в меди связаны с сопротивлением медных обмоток и выделением джоулева тепла в них; величина этих потерь пропорциональна I², и составляет примерно 1-3% номинальной мощности Pn (при стопроцентной загрузке трансформатора).

Как Вы это понимаете?

Я понимаю так, что потери в меди, (P₀), как раз и нелинейная зависимость по отношению к току, так написано в той статье. Например, если ток нагрузки увеличивается в два раза, то потери в меди тогда должны вырости в 4 раза. Где я не прав?

Насчет калькулятора:
Это не калькулятор, а берется характеристика трансформатора и вбивается в ПО. Т.е. тут три варианта: 1) Тот кто вбивал в ПО, у него руки кривые, 2) Паспортные данные кривые, или 3) выше мощность - выше внутреннее сопротивление - возможно

Сообщение отредактировал RuElektrik007 - 9.2.2023, 23:32

[eugevict]

Цитирую статью от Roman D:
Как Вы это понимаете?

Правильно Roman написал и в моем понимании это линейная зависимость.

Это не калькулятор, а берется характеристика трансформатора и вбивается в ПО. Т.е. тут три варианта: 1) Тот кто вбивал в ПО, у него руки кривые, 2) Паспортные данные кривые, или 3) выше мощность - выше внутреннее сопротивление - возможно

Выбор за вами. Но по имеющимся у меня данным серийных тр-ров, сопротивление обмоток уменьшается с увеличением мощности тр-ра.

[RuElektrik007]

eugevict
Обоснуйте, как могут потери в меди и ток I² быть линейной зависимостью?

Справка: Слова «линейный», «линейно» обозначают тот факт, что в математических уравнениях, выражениях нет квадратов, кубов, других степеней, логарифмов, синусов и т.д. Есть только линейные (1-й степени) выражения и зависимости. (mathprofi.ru)

На графике показано соотношение нагрузки (%) и потери (Вт). Если нагрузка в % связана с током нагрузки, а P₀ ∝ I², тогда как это может быть линейной зависимостью?

[Rezo]

На графике показано соотношение нагрузки (%) и потери (Вт).....

А насколько график отражает реальность?
Вы можете нарисовать свой график "от балды" и выставить в интерне - и что?
Насколько мне известно, то минимум потерь в трансформаторе на уровне 0,7 (по разным исследованиям от 0,6 до 0,75).
А по категориям нагрузки (потребителей), даже регламентировано от 0,7 до 0,96.
И как раз для того, чтобы повысить КПД, снизив общие потери.

Обоснуйте, как могут потери в меди и ток I2 быть линейной зависимостью?

А сами подсчитать не желаете?
Всего-то несколько цифр.....

Сообщение отредактировал Rezo - 10.2.2023, 18:00

[RuElektrik007]

Rezo,
Если график не отражает реальность - нафига он нужен? Суть моделирования в том чтобы свести модель как можно близко к реальной, а график нужен для того чтобы выразить физические явления.

А сами подсчитать не желаете?
Всего-то несколько цифр.....

Так а что и где считать? Где эти цифры о которых идет речь? Я пришел сюда на форум, дабы чему-то научиться, мне показали этот график который я хочу изучить и понять, и теперь слышу что графику доверять нельзя. Если бы я знал ответы на все вопросы, то тогда не задавал бы их здесь...
Если речь о том что бесплатно никто помогать не хочет, так я готов договориться... но кидать студента как мяч в разные стороны - увы, вспоминаю будни как нас учат в универе

[Rezo]

мне показали этот график который я хочу изучить и понять, и теперь слышу что графику доверять нельзя.....Если график не отражает реальность - нафига он нужен?

График нужен для понимания вопроса и не более тго, т.к. это всего лишь некая наглядность, а не расчёт или пример графика от производителя.
Вы посмотрели ресурс, откуда этот график?

Где эти цифры о которых идет речь?

Цифры - как Ваши условия:

Например, если ток нагрузки увеличивается в два раза

Это не цифры в виде условия?

Так а что и где считать?

Как что?
Вот и подсчитайте насколько выросли потери в меди при таком условии.

Я понимаю так, что потери в меди, (P0), как раз и нелинейная зависимость по отношению к току, так написано в той статье.

Вот и сравните свой результат в реале и увидите какая зависимость - линейная или нет, как написано в этой статье (или как Вы поняли).

Если бы я знал ответы на все вопросы, то тогда не задавал бы их здесь...кидать студента как мяч в разные стороны - увы, вспоминаю будни как нас учат в универе

Если в реале хотите иметь знания, то читайте учеьную литературу и расчёты проводите вручную, а не программами (калькуляторами).
Программы и калькуляторы можно применять уже после приобретения багажа знаний, чтобы смотреть на вопрос "в первом приближении".
А если не расчитывать на свои знания, а надеяться только на САПРы, то зачем тогда вообще учиться и ходить в университет?
Не этим ценен специалист.....

[Roman D]

Ну вот тут начали килогегцами кидаться.

Сообщение отредактировал Roman D - 10.2.2023, 21:35

[eugevict]

eugevict
Обоснуйте, как могут потери в меди и ток I² быть линейной зависимостью?

Надо внимательно читать

и в моем понимании это линейная зависимость.

А приведенная "Справка" не догма, а некие условия, которые я могу не соблюдать.
Но вопрос в другом - мы думаем по разному.
P.S.
Прочтите внимательно что пишет Rezo, а главное подумайте и постарайтесь понять.
Успехов !