Изменение напряжения на зажимах трансформатора при изменении нагрузки. Внешняя характеристика трансформатора

Опыт короткого замыкания

Опыт холостого хода трансформатора

Рис. 5.4

Холостой ход - это режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной цепи, В этом случае полезная мощность, ток очень мал (2-10% от) поэтому потерями в первичной обмотке можно пренебречь и считать что мощность Р₁₀ расходуется на магнитные потерн- гистерезис и вихревые токи.

отсюда т.к. падение напряжения в первичной цепи очень мало, то можно с достаточной точностью определить параметры магнитной ветви

При заводских испытаниях трансформаторов опыт холостого хода проводят при номинальном напряжении. Однако, иногда, например, при ограниченных возможностях охлаждения трансформатора важно знать, как изменится ток холостого хода при изменении входного напряжения. Весьма важной, поэтому является характеристика холостого хода. Внешне она похожа на В~ кривую намагничивания стали сердечника, так как магнитный поток, и соответственно магнитная индукция, пропорциональны входному напряжению а напряженность магнитного поля пропорциональна намагничивающему току H~.

Коэффициент трансформации может быть определен как отношение первичного и вторичного напряжения

здесь

Рис. 5.5

Короткое замыкание - режим работы трансформатора при Z_н=0. При номинальном входном напряжении этот режим является аварийным, т.к. токи в обмотках превысят номинальные в десятки раз.

Опыт короткого замыкания проводят при заводских испытаниях на пониженном напряжении, увеличивая его постоянно от нуля до тех пор, пока ток I₂ не достигнет номинального значения. Это значение напряжения называют номинальным напряжением короткого замыкания и выражают его в процентах

Рис. 5.6

Для силовых трансформаторов U_К =5 10% то,

Так как магнитный поток пропорционален входному напряжению, то Ф_К =5-10% от Ф_н. Намагничивающая составляющая тока, очевидно очень мала, и ею можно пренебречь, и считать

или

отсюда

Мощность P_1K - это мощность потерь в первичной и вторичной обмотках.

Таким образом, из опытов холостого хода и короткого замыкания можно определить параметры схемы замещения трансформатора. В случае трехфазного трансформатора аналогично могут быть построены схемы замещения для каждой из трех фаз.

При изменении комплексного сопротивления нагрузки и неизменном входном напряжении изменяются токи в обмотках

При помощи геометрических построений на векторной диаграмме можно построить вектор

На рис. 5.7 показана зависимость ∆U= f (cosφ₂).

Рис. 5.7 Рис. 5.8

Как видно из рис. 5.7 наибольшее значение ∆U достигает при условии. В этом случае падение напряжения совпадает по фазе с напряжением U₁.

Внешняя характеристика трансформатора - это зависимость вторичного напряжения от тока нагрузки при и

при - коэффициент загрузки.

Внешнюю характеристику трансформатора можно описать выражением

На рис. 5.8 показана внешняя характеристика при активной и активно индуктивной нагрузке.

Дата добавления: 2014-01-06