Теоретична частина. Дослідження однофазного трансформатора

Дослідження однофазного трансформатора

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 12

Контрольні питання

1. Як класифікуються трансформатори по кількості фаз?

2. Яка обмотка в трансформаторі називається первинною, яка - вторинною?

3. Чим відрізняються обмотки вищої і нижчої напруги?

4. Які ви знаєте типи магнітопроводів?

5. Назвіть переваги та недоліки стержньових та броньових трансформаторів.

Мета роботи: Визначення номінальних параметрів трансформатора

Устаткування: однофазний трансформатор; автотрансформатор (ЛАТР); вимірювальний трансформатор струму, ватметр; вольтметри змінного струму 250 В, 150 В, 50 В; амперметри змінного струму 5 А, 10 А.

Проведення випробувань трансформаторів середньої та великої потужності під навантаженням практично неможливо. Тому для них розроблені методи побічних випробувань, до яких належать досліди холостого ходу та короткого замикання. Потім на їх основі проводяться розрахунки характеристик трансформатора в режимі навантаження.

Дослід холостого ходу. Випробування трансформатора в режимі холостого ходу проводиться для визначення коефіцієнта трансформації к, номінального струму холостого ходу і _{0 ном}, номінальних втрат холостого ходу Р_{0 ном}.

Як відомо, к = U_ВН/U_НН = w_ВН/w_НН. Якщо трансформатор знижувальний, первинна обмотка – це обмотка ВН, вторинна – НН. Тобто, U_ВН = U₁, U_НН = U₂.

Розрахунок к, як відношення напруг первинної та вторинної обмоток, можливий лише при холостому ході, так як в цьому режимі U ₂₀ = Е ₂,

а U ₁₀ = - Е ₁ + (R₁ + jX₁ ) I ₁₀ .

Падінням напруги в первинній обмотці (R₁ + jX₁ ) I ₁₀ можна знехтувати, оскільки I₁₀ складає (2 – 8)% від номінального струму первинної обмотки. Тому, U ₁₀ ≈ - Е _1, а к = U₁₀ / U₂₀.

Потужність, яка споживається трансформатором із мережі в режимі холостого ходу Р₀, іде на компенсацію втрат в магнітопроводі (втрати від вихрових струмів та втрати на гістерезис) – це втрати в сталі, або магнітні втрати. Електричними втратами в первинній обмотці можна знехтувати,

знову ж таки, внаслідок малого значення струму I₁₀, а струм вторинної обмотки дорівнює нулю.

Дослід короткого замикання. Під коротким замиканням розуміють такий режим роботи трансформатора, коли одна з його обмоток підключена до джерела змінної напруги, а друга – замкнена накоротко. Режим короткого замикання при експлуатації трансформатора є аварійним, оскільки при номінальній напрузі первинної обмотки струм вторинної обмотки перевищує номінальний в 10-20 разів. Тому при проведенні досліду короткого замикання на первинну обмотку подають знижену напругу.

Випробування трансформатора в режимі короткого замикання проводиться для визначення номінальної напруги короткого замикання –

u _{к ном} і номінальних втрат короткого замикання Р_{к ном}.

Номінальною напругою короткого замикання називається така, яку треба підвести до одної обмотки трансформатора при замкненій накоротко іншій, щоб в обох обмотках встановилися номінальні струми. Для силових трансформаторів u _{к ном} складає (5-15)% від номінальної напруги U_{1 ном}. При такій малій напрузі малий і магнітний потік у магнітопроводі, що дає змогу знехтувати магнітними втратами, і активну потужність, яку черпає трансформатор із мережі (Р_{к ном}), віднести до втрат в обмотках – електричних втрат.

Результатом виконання цієї роботи є складання повного паспорту трансформатора.

В паспорті трансформатора вказуються:

а) номінальна повна потужність - S _ном (кВА);

б) номінальні напруги обмоток ВН і НН - U_{ВН ном} і U_{НН ном,} (кВ);

в) номінальні струми обмоток - І_{ВН ном} і І_{НН ном}, (А);

г) частота струму f, (Гц);

д) номінальна напруга короткого замикання - u _{к ном}, (%);

е) номінальний струм холостого ходу і _{0 ном}, (%);

ж) номінальні втрати холостого ходу Р_{0 ном} та короткого замикання

Р_{к ном}, (Вт).

Дата добавления: 2014-11-16