Определение потерь холостого хода трансформатора

Режим работы трансформатора при питании одной из обмоток от источника с переменным напряжением при разомкнутых других обмотках называется режимом холостого хода. Потери, возникающие в трансформаторе в режиме холостого хода при номинальном синусоидальном напряжении на первичной обмотке и номинальной частоте называются потерями холостого хода.

Потери холостого хода трансформатора Р_x слагаются из магнитных потерь, т.е. потерь в активном материале (стали магнитной системы, потерь в стальных элементах конструкции остова трансформатора, вызванных частичным ответвлением главного магнитного потока), основных потерь в первичной обмотке, вызванных током холостого хода, и диэлектрических потерь в изоляции.

Диэлектрические потери в изоляции могут играть заметную роль только в трансформаторах, работающих при повышенной частоте, а в силовых трансформаторах рас читаных на частоту 50 Гц, обычно малы и могут не учитываться. Также не учитываются в силовых трансформаторах основные потери в первичной обмотке, составляющие обычно менее 1 % потерь холостого хода.. Потери в элементах конструкции трансформатора при холостом ходе относительно невелики и учитываются вместе с другими добавочными потерями.

Магнитные потери – потери в активной стали магнитной системы – составляют основную часть потерь холостого хода и могут быть разделены на потери от гистерезиса и вихревых токов. Для современной холоднокатаной электротехнической стали с толщиной 0,35 и 0,30 мм. Первые из них составляют до 25 – 35 и вторые до 75 – 65% полных потерь.

В практике при частоте 50 Гц обычно определяют магнитные потери, не разделяя их, и пользуются экспериментально установленной зависимостью между индукцией и удельными потерями в стали. Поскольку при заданной частоте и равномерном распределении индукции потери в единице массы стали однозначно определяются индукцией, эту зависимость выражают в форме потерь в единице массы стали ΔР, Вт/кг, при заданной индукции. Данные экспериментального исследования стали сводятся в таблицы или изображаются кривой удельных потерь ΔР=ƒ(В). Удельные, а также общие потери в стали изменяются с изменением индукции В и частоты ƒ.

Магнитная индукция в стержнях и ярмах плоской шихтованной магнитной системы определяется для рассчитанного напряжения витка обмотки и окончательно установленных значений активных сечений стержня П_с и ярма П_я

В_с=U _в /(4,44 ƒ П_с);

В_я=U _в /(4,44 ƒ П_я);

Потери холостого хода трансформатора, плоская шихтованная магнитная система которого собрана из пластин, определяется ее конструкцией, массой стали отдельных участков системы, индукцией на каждом из этих участков, качеством стали, толщиной пластин и технологией изготовления и обработки пластин.

Потери холостого хода можно определить из выражения

Р_x = К_д (ΔР_сG_с +ΔР_яG_я),

где ΔР_с и ΔР_я – удельные потери в 1кг стали стержня и ярма, зависящие от индукций В_с и В_я, марки и толщины листов стали, приведенные для стали марок 3404 и 3405 по ГОСТ 21427 – 83 в табл. 25; К_Д – коэффициент, учитывающий добавочные потери, возникающие вследствие неравномерности распределения индукции механических воздействий на сталь при заготовке пластин и сборке остова, потери в крепежных деталях и др. Коэффициент К_Д в зависимости от диаметра стержня колеблется в пределах 1,05 – 1,07.

Таблица 25. Удельные потери в стали ΔР и в зоне шихтованного стыка ΔР₃ для холоднокатаной стали марок 3404 и 3405 по ГОСТ 21427 – 83 и толщиной 0,35 и 0,30 мм при различных индукциях и ƒ = 50 Гц.

Дата добавления: 2015-07-15