VI. Потери мощности и КПД трансформатора

V. Упрощенная схема замещения трансформатора и внешняя характеристика.

Схема замещения:

Внешняя характеристика трансформатора представляет собой зависи­мость между вторичным напряжением и током нагрузки при заданном первич­ном напряжении

при .

Изменение вторичного напряжения определяют в процентах

.

Если ввести понятие коэффициента нагрузки трансформатора , то с учетом векторной диаграммы (рис. 9.9) и соотношений (9.18) и (9.19) выражение (9.21) можно привести к виду

или .

По известному значению определяют вторичное напряжение

Пример Известны номинальные данные однофазного трансформатора: мощность = 5 кВА, первичное напряжение = 400 В, вторичное напряжение = 120 В, а также мощность потерь при холостом ходе = 50 Вт, при корот­ком замыкании = 150 Вт и напряжение короткого замыкания % = 6,5 %.

Определить ток холостого хода, коэффициент трансформации, параметры схемы замещения, активную и реактивную составляющие напряжения корот­кого замыкания, ток короткого замыкания, напряжение и ток для на­грузки с параметрами = 4 Ом, = 0,8.

Указания: 1) принять ток холостого хода равным 8 % от номинального значения; и ; 2) принять потери мощности в обмотках при коротком замыкании одинаковыми.

Решение. Номинальный ток первичной обмотки

ток холостого хода

коэффициент трансформации

Параметры схемы замещения

Ом;

Ом;

Ом.

В режиме короткого замыкания

Сопротивления короткого замыкания

Ом;

Ом;

Ом.

С учетом указания 2

Ом;

Ом.

Ток короткого замыкания

на первичной стороне

или

на вторичной стороне

Для определения напряжения и тока при заданных параметрах на­грузки рассчитаем ток

где Ом;

Ом.

Коэффициент нагрузки

Изменение вторичного напряжения по (9.23)

%.

Вторичное напряжение и вторичный ток

Баланс мощности трансформатора выражается равенством

где – активная мощность, подведенная к первичной обмотке; – мощность магнитных потерь; – мощность электрических потерь в обмотках.

Так как , то мощность магнитных потерь не изменяется и при номинальном напряжении составляет 1…2 % от номинальной мощности. Мощ­ность потерь в обмотках зависит от нагрузки, так как .

КПД трансформатора

Так как , при опытах холостого хода и короткого замыка­ния было получено

;

. (9.25)

Расчет по (9.25) показывает, что с увеличением нагрузки КПД сначала бы­стро возрастает, при нагрузке 50…70 % от номинальной достигает максималь­ного значения и затем уменьшается. Максимальный КПД силовых трансформа­торов достигает 99,5 %.

Пример Для трансформатора, параметры которого приведены в при­мере 9.1, определить КПД при = 0,8 и изменении нагрузки от холостого хода до номинальной.

Решение.Согласно (9.25)

Задаваясь различными коэффициентами нагрузки, получим

, о.е.	0,25	0,5	0,75	1,0
, о.е.	0,944	0,958	0,957	0,952

Дата добавления: 2014-01-03