Относительное изменение вторичного напряжения трансформатора при нагрузке

Изменением напряжения трансформатора называется (выраженная в % от номинального вторичного напряжения) арифметическая разность между номинальным вторичным напряжением при холостом ходе U_2Н и напряжением U₂ при номинальном токе.

(1.38)

Рис.1.18. Упрощенная векторная диаграмма трансформатора при нагрузке

Для определения процентного понижения вторичного напряжения построим упрощенную векторную диаграмму трансформатора (рис. 1.18). Вектор номинального тока первичной обмотки трансформатора направлен в положительном направлении оси ординат, в сторону опережения на угол φ₂ строим вектор (в данном случае считаем, что нагрузка индуктивного характера). Вектор напряжения первичной обмотки определится геометрической суммой векторов: , где и – активная и реактивная cоставляющие напряжения кроткого замыкания.

Построим векторную диаграмму так, чтобы вектор имел 100 линейных единиц, тогда , т. е. изменение вторичного напряжения в % определяется числом линейных единиц разности модулей векторов и .

Практически угол между векторами и крайне мал, т. е. следовательно, разность модулей векторов и можем принять равной модулю геометрической разности этих векторов: .

Для определения разности на векторной диаграмме продолжим направление вектора из точки А конца вектора проведем перпендикуляр АG к вектору . Точка G определена так, что отрезок GB параллелен CF которым определяется разность: CF = CE + EF = CE + BG. Из треугольника СВЕ находим отрезок СЕ = СВ∙ cosφ₂= U _{к a} ∙cosφ₂, из треугольника АВG – отрезок BG = AВ ∙sinφ₂= U _{к r} ∙sinφ₂,

Окончательно процентное изменение вторичного напряжения (%):

(1.39)

где и – активная и реактивная составляющие напряжения к.з., выраженные в % к номинальному.

Если учесть, что вектор не совпадает по направлению с вектором, то получим следующую формулу:

(1.40)

Практически третье слагаемое здесь крайне мало и им пренебрегают.

Для определения при любом значении тока введем коэффициент загрузки трансформатора, равный отношению тока выбранной нагрузки к номинальному: .

Следовательно, при любом значении тока I ₁ процентное изменение вторичного напряжения:

(1.41)

Из формулы видно, что D U зависит как от величины, так и от характера нагрузки. Кроме того, видим, что для определения D U используются данные, полученные из опыта короткого замыкания.

Используя выражения для D U, можно получить ряд характеристик при нагрузке трансформатора, рис. 1.19.

Рис. 1.19. Характеристики трансформатора при нагрузке

Таким образом, видно, что, используя опыты холостого хода и короткого замыкания можно получить все характеристики трансформатора при нагрузке.

Дата добавления: 2014-01-20