Досліди неробочого (холостого) ходу та короткого замикання

Експериментально трансформатори випробовуються у межових режимах (Z _H = 0, Z _H = ∞).

Проводять два досліди:

– дослід неробочого (холостого) ходу Z _H = 0,;

– дослід короткого замикання Z _H = ∞.

Ці досліди дають змогу визначити вихідні дані щодо обчислен­ня трансформатора. Дослід неробочого (холостого) ходу викорис­товують як елемент технічного контролю. При цьому перевіряють потужність магнітних втрат, коефіцієнт трансформації, струм хо­лостого ходу. Дослід короткого замикання дає змогу визначити елек­тричні втрати, а також обчислити струм короткого замикання в умо­вах експерименту.

Дослід неробочого (холостого) ходу проводять при вимкненому навантаженні (рисунок 8).

Вольтметр V₂ має дуже вели­кий опір, тобто вважають, що Z _H → ∞. Приладами V ₁, A ₁, W, V₂ вимірюють U ₁₀, І ₀, Р _С, та U ₂₀.

Коефіцієнт трансформації визначають як:

.

Баланс активних потужностей визначається співвідношенням:

Р ₁ = Р ₂ + Р _С + Р _М .

де потужність Р ₁вимірюється приладом W (ватметром).

Потужність Р₂ = U₂I₂ cos φ ₂ дорівнює нулеві, тому що І ₂ = 0.

Струм неробочого (холостого) ходу звичайно малий і дорівнює (3...10)% І _1Н. Тому вважають, що

Р _М = І ₀² R ₁→0.

У цьому випадку із рівняння балансу потужностей випливає:

Р ₁ = Р _М .

Ватметр у досліді неробочого (холостого) ходу показує потужність втрат у сталі. Отже, у досліді неробочого (холостого) ходу визнача­ються магнітні втрати, струм неробочого ходу, номінальні напруги трансформатора первинної і вторинної обмоток трансформатора.

Дослід короткого замикання проводять при замкненому вторинному колі (рисунок9). Амперметр А₂ має внутрішній опір, близький до нуля. Приладами V ₁, A ₁ ,W, V₂, A ₂вимірюють відповід­но U _1К, І _1К, Р _М, та І _2К.

Струм короткого замикання звичайно у 20...30 разів більший за номінальний. Тому дослід про­водять при зниженій напрузі U ₁, настільки, щоб у вторинному колі протікав струм, який дорів­нює номінальному (беруть від 5…10% від U _1Н в залежності від потужності трансформатора). Коефіцієнт трансформації визначають за виміряними струмами:

.

У рівнянні балансу потужностей:

Р ₁ = Р ₂ + Р _С + Р _М .

Р₂ = U₂I₂ cos φ ₂ = 0, тому що U ₂ = 0 (Z _H =0).

Магнітні втрати пропорційні квадрату потоку, що також пропор­ційний U ₁ тобто:

Р _М ~ k Ф ²;

Е ₁ = 4,44W₁ f Ф_m;

Е ₁ ~ U ₁;

Ф ~ U ₁.

Проводячи дослід при зниженій напрузі, магнітними втратами нехтують: Р _С →0

Тоді із балансу потужностей випливає:

Р ₁ = Р _М

У досліді короткого замикання W показує потужність втрат у міді. Отже, в досліді короткого замикання вимірюються електричні втрати або втрати в міді, номінальні струми трансформатора, напругу короткого замикання..

схеми заміщення трансформатора, що відповідає рівнян­ням зведеного трансформатора. Спільна ділянка схеми, якою проходить струм холостого ходу І ₁₀, називається намагнічуючою віткою і заміщає дію основного магніт­ного потоку.

Для паралельної схеми:

R ₀= U ²₁₀ / Р ₁₀; X ₀= U ₁₀ / I _{10 р},

де I _{10 р} = I ₁₀ sinφ, cosφ₁₀ = Р ₁₀ / (U ₁₀ I ₁₀).

Для послідовної схеми:

R ₀= Р ₁₀ / I ²₁₀; Z ₀= U ₁₀ / I ₁₀, .

Робочі характеристики трансформатора

Для опису експлуатаційних властивостей трансформаторів за­стосовують такі робочі характеристики: залежність cosφ ₁ = f (β); залежність U₂ = f (β); залежність η = f (β); залежність I ₁ = f (β).Характер зміни коефіці­єнта потужності (cos φ) від коефі­цієнта завантаження трансформато­ра (β = І₂ / І _2Н) нагадує залежність ККД від потужності Р. На рисунку 12 наведена залежність коефіцієнта потужності і вплив коефіцієнта по­тужності навантаження при актив­но-індуктивному навантаженні.Максимальний ККД по­тужних трансформаторів дуже високий (0,98 і більше). Опти­мальний коефіцієнт завантаження звичайно менший за одиницю (рисунок 13). Максимальний ККД за­безпечується при рівних електрич­них та магнітних втратах у транс­форматорі. Найімовірніше заван­таження трансформаторів відпов­ідає коефіцієнту β = 0,5...0,7.

Для серійних трансформаторів оптимальний коефіцієнт завантажен­ня β = 0,4...0,5 (при якому ККД набуває максимального значення).

Максимум ККД виявлений сла­бо, тобто зберігає відносно стале значення в широких межах коефі­цієнта завантаження (0,5< β <1,5).

Залежність U₂ = f (β)називається зовнішньою характе­ристикою трансформатора. Ви­гляд зовнішньої характеристики залежить від особливостей за­вантаження, і при ємнісному завантаженні вона може бути навіть зростаючою (рисунок 14).

На рисунку 15 наведено залежність, що характеризує зростання струму I ₁від завантаження трансформатора. Рисунок 16. Характеристики трансформатора.

Зразок запису трансформатора при формулюванні заказу:

- Трансформатор струму Т-0,66-1-У3 ТУ У31.1-30166330-002-2001;

- Трансформатор ОСМ1-2,5У3 380/5-22-110/24 ТУ (вказують номер технічних умов);

- Трансформатор ТТ-0,4 380/19 ТУ.

Асортимент трансформаторів, загальні відомості

Тип трансформатора	Загальні відомості
Трансформатор ТСЗИ 1,6 380 / 220/36В	Трифазні трансформатори, сухі, захищені, із природним повітряним охолодженням. Призначені для живлення електричного інструменту, ламп місцевого освітлення, електричних кіл керування та сигналізації. Їх застосовують для роботи в стаціонарному положенні в закритих приміщеннях. Нормальне положення в просторі – вертикальне, режим роботи під навантаженням – тривалий.
Трифазний силовий типу ТС ТС-10 380/220	Трансформатор силовий, сухий призначений для пониження напруги трифазного і однофазного змінного струму. Застосовують трансформатори типів ТС, ТСЗ, ОС, ОСЗ у електричних установках загального призначення, у стаціонарних напівпровідникових випростувачах, для гальванічних установок та в збуджуючих пристроях синхронних машин – типів ТСП, ТСЗП. Трансформатори розраховані на номінальні напруги від 0,22 ÷ 10 кВ.
Автотрансформатор АОСН-20 АОСН-20-220-75 УХЛ4	Призначений для плавного регулювання напруги від 0 ÷ 240 В під навантаженням без розриву електричного кола. Застосовують в різних електротехнічних пристроях та лабораторних установках. Номінальний струм навантаження 20А.
Трансформатори однофазні типу ОСМ1	Призначені для живлення електричних кіл керування місцевого освітлення, автоматики, сигналізації та застосовують їх схемі двопівперіодного випростувача. Випускають різного конструктивного виконання в залежності від їх функціонального призначення.
Тороїдні трансформатори типу ОСМ	Призначені для використання у складі різної апаратури, приладах (фільтрах, лінійних джерелах живлення та іншому електрообладнанні), а також застосовують для окремого спеціального використання. Випускають різного конструктивного виконання в залежності від їх функціонального призначення.
Трансформатор напруги типу НАМИТ   НАМИТ-10-2У2	Трансформатор напруги антирезонансний – масштабний перетворювач.Призначений для контролю сигналу вимірювальної інформації та передачі його вимірювальним приладам обліку електроенергії, для захисту і сигналізації в мережах 6 і 10 кВ змінного струму промислової частоти з ізольованою або заземленою нейтраллю через дугогасний реактор. Трансформатор встановлюється в шафах КРУ(Н) і в закритих розподільчих пристроях РУ промислових підприємств. Номінальна напруга обмоток, кВ: первинної (U1ном) – 6/10; вторинної – 0,1/3. Номінальна потужність обмоток від 200 ÷ 600 В·А.

Дата добавления: 2015-07-24