Режим короткого замиканим трансформатора

Режим холостого ходу трансформатора

Це режим роботи трансформатора при відсутності навантаження, тобто на рис. 8.1, а на рис.8.5в і виходячи з цього.

Схема режиму холостого ходу (як і інших режимів), порядок проведення досліду дані у відповідних посібниках по проведенню лабораторних робіт (або дослідів). Основні рівняння трансформатора отримають вигляд:

(8.26а)

або (8.26б)

(8.26в)

Схема заміщення холостого ходу фактично є елементом на рис. 8.5а без струму який входить. Якщо до первинної обмотки підвести номінальну напругу, то вольтметр у вторинній обмотці виміряє напругу, яка є номінальною напругою вторинної обмотки і яка. практично рівна вторинній ЕРС. Тоді, згідно виразу 8.6,. Вимірявши амперметром потужність, яку споживає трансформатор Р₀, знаходятьпараметри схеми заміщення:

і

Струм в порівнянні з номінальним дуже малий (2-5%); тому електричними втратами нехтують, вважаючи, що вся споживана потужність Р₀ витрачається на компенсацію втрат в сталі р_с, тобто. При цьому звідки

(8.27а)

Аналогічно вважають, що так, оскільки визначається основним потоком Ф (потоком взаємоіндукції), а - потоком розсіювання який в багато разів менший основного. Виходячи з цього

(8.27б)

(8.27в)

Тому ділянка схеми заміщення між точками а і на рис.8.5, яка визначається виразом (8.25), називають колом намагнічування.

Отже, дослід холостого ходу дозволяє дослідним шляхом визначити, коефіцієнт трансформації,магнітні втрати в сталі і параметри частини схеми заміщення. Рівняння (8.26) дозволяє, побудувати векторну діаграмупри холостому ході.

Цей режим при замкнених накоротко затискачах вторинної обмотки трансформатора, тобто нарис. 8.1, а на рис. 8.5в і. В експлуатації такий режим є аварійним і небезпечним для трансформатора. Але при проведенні дослідудо первинної обмотки трансформатора підводять дуже малу напругу, яку поступово підвищують до тих пір, поки при деякому його значенні по обмотках потечуть номінальні струми. Напруга, як правило складає 5-10%номінальної, тому магнітний потік, значення якого залежить від напруги [див. рівняння (8.4) і (8.23а)], також малий. Але магнітні втрати сталі, як відомо, пропорційні квадрату індукції, тобто квадратові магнітного потоку.

Наприклад, нехай при досліді короткого замикання; тоді і магнітні втрати складуть магнітних втрат при номінальному режимі. В такому випадку втратами в сталі і струмом холостого ходу можна знехтувати. При цьому зі схеми заміщення виключається коло намагнічування, а сама схема отримаєвигляд, представлений нарис. 8.6а; згідно умови проведення режиму короткого замикання.

Повний опір схеми заміщення при короткому замиканні

(8.28а)

При проведенні досліду короткого замикання ватметром вимірюють споживану з мережі потужність; тоді

(8.28б)

(8.28в)

Величини, і називаються параметрами короткого замикання.

Оскільки в режимі короткого замикання р_с=0 вся потужність Р_к, яка витрачається на покриття електричних втрат в обох обмотках або, як

часто говорять втрат в міді, тобто.

Рис. 8.6. Схема заміщення (а) і векторна діаграма (б) трансформатора при досліді короткого замикання

Розділити по (8.28а) на складові дуже тяжко. Як правило їх приймають однаковими, тобто, що дуже близьке до дійсності.

Побудуємо векторну діаграму режиму короткого замикання (рис. 8.6б), маючи на увазі, що згідно (8.23а) і схеми заміщення в цьому режимі.

Сумістимо вектор струму з віссю ординат; тоді вектор активного падіння напруги буде знаходитись з ним в фазі, а індуктивного повернутий проти ходу годинникової стрілки на кут 90° (символ). Повне падіння напруги являє собою гіпотенузу прямокутного трикутника, якай називається трикутником короткого замикання. Відмітимо, що всі його сторони пропорційні струму.

З трикутника короткого замикання визначають найважливіший параметр трансформатора - напруга короткого замикання и_к, яким називають виражене у відсотках відношення первинної напруги до номінальної, коли в режимі короткого замикання по обмотках трансформатора течуть номінальні струми; звідси

(8.29)

Найчастіше и_к—5+10%.

Катети трикутника нарис. 8.66 АВ і ВС називають відповідно активною

(8.29а)

і реактивною

(8.29б)

складовими напруги короткого замикання і також виражають у відсотках.

Відношення реактивної і активної складових

в залежності від потужності трансформатора, причому більше значення відноситься до трансформаторів великої потужності.

Отже, дослід короткого замикання дозволяє визначити втрати в міді, напругу короткого замикання, параметри короткого замикання схеми заміщення (значить, і) і побудувати трикутник короткого замикання.

Найчастіше у трансформаторів і при номінальних струмах втрати в міді, тобто Р_к складають 0,5-2% номінальної потужності трансформатора, причому більше значення відноситься до трансформаторів меншої потужності.

Дата добавления: 2014-01-04