Определение параметров и оценка адекватности компьютерной модели тягового трансформатора электровозов серии «O’z-elr»

Определение параметров тягового трансформатора аналитическим методом
Паспортные данные тягового трансформатора JQFP-10160/25 электровоза O’Z-ELR приведены в таблице 2.
Таблица 2 Паспортные данные трансформатора JQFP-10160/25

Физические величины трансформатора	Величина параметра
Частота питающей сети, Гц	50
Номинальная мощность сетевой обмотки, кВ·А	9000
Номинальное напряжение сетевой обмотки, кВ	25
Номинальный ток сетевой обмотки, А	360
Ток холостого хода при напряжении 25 кВ, %	1,0
Номинальное напряжение тяговых обмоток а1-х1,…а6-х6, В	1450
Коэффициент трансформации	17,24
Номинальный ток тяговых обмоток а1-х1,…а6-х6, А	965
Номинальная мощность тяговых обмоток, кВ·А	1400×6
Напряжение короткого замыкания (к.з.обмоток а1-х1,…а6-х6), %	49
Мощность потерь номинального режима трансформатора, кВт	243

Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора, Ом,
где – напряжение короткого замыкания, %;
U_1н – номинальное напряжение первичной (сетевой) обмотки трансформатора,
K_т – коэффициент трансформации,
n – число тяговых обмоток
𝐼_2н – номинальный ток вторичной (тяговой) обмотки трансформатора.
Мощность потерь короткого замыкания ∆𝑃_𝑘, расходуемая на нагревание обмоток трансформатора, кВт,
где 𝑟_𝑘 – активное сопротивление обмоток трансформатора, приведённое к первичной обмотке.
Потери в стали магнитопровода трансформатора в номинальном режиме:
где ∆𝑃_н - потери мощности в номинальном режиме трансформатора.
Трансформатор функционирует с максимальным КПД при нагрузке, равной ¾ номинальной. В этом случае потери переменные (в меди) равны потерям постоянным (в стали):

Отсюда потери в меди для режима короткого замыкания трансформатора, кВт:
Активное сопротивление обмоток трансформатора, приведённое к первичной обмотке, Ом,

Индуктивное сопротивление обмоток трансформатора, обусловленное магнитными потоками рассеяния, Ом,
Индуктивное сопротивление первичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитными потоками рассеяния, определяется на основании приведения всех тяговых обмоток к одной эквивалентной и допущения равенства магнитных потоков рассеяния первичной и вторичных обмоток, Ом:

Индуктивное сопротивление эквивалентной вторичной обмотки рассеяния с учётом принятого допущения, Ом,
Индуктивность рассеяния первичной (сетевой) обмотки, Гн,
где 𝑓_с- частота напряжения тяговой сети, Гц.
Индуктивность рассеяния каждой вторичной (тяговой) обмотки трансформатора, (a1-x1…a6-x6), Гн,
Активное сопротивление первичной (сетевой) обмотки трансформатора определяется на основании допущения равенства потерь в первичной и вторичных обмотках: Ом,
Активное сопротивление каждой вторичной (тяговой) обмотки, (а1-х1,…а6-х6), Ом,
Полное сопротивление магнитной цепи трансформатора, Ом,
где 𝐼₁₀- ток холостого хода трансформатора.
Активная составляющая тока холостого хода трансформатора определяется на основании потерь в, стали трансформатора, равных разностиполных потерь и потерь короткого замыкания, А:
Активное сопротивление магнитной цепи для T-образной схемы замещения и параллельного включения активного и индуктивного сопротивлений магнитной цепи, Ом,
Ток намагничивания магнитной цепи трансформатора, А,
Индуктивное сопротивление магнитной цепи, Ом,
Индуктивность магнитной цепи трансформатора, Гн,
Результаты расчёта параметров обмоток тягового трансформатора JQFP-10160/25 систематизированы в таблицы 1.