Режим нормального короткого замыкания трансформатора

Вторичная обмотка при этом замыкается накоротко, а на первичную обмотку подаётся напряжение U_K такой величины, при которой ток первичной обмотки имеет номинальное значение. Величина U_K даже для трансформаторов малой мощности не превышает 10-25 % от номинального значения. Учитывая пропорциональную зависимость магнитного потока от напряжения, приложенного к первичной обмотке, и зависимость потерь в сердечнике трансформатора от квадрата магнитного потока, можно прийти к выводу, что в режиме «нормального» короткого замыкания потерями в сердечнике трансформатора можно пренебречь и считать показания ваттметра, включенного на входе трансформатора, соответствующими мощности потерь в активных сопротивлениях трансформатора. Это позволяет определить параметры схемы замещения приведенного трансформатора по формулам:

, , .

(1.12)

Таким образом, с учетом х₀ и R_o, которые определяются в режиме холостого хода, мы имеем все параметры приведенной схемы замещения трансформатора.

Внешняя (нагрузочная) характеристика трансформатора

Из приведенной схемы замещения трансформатора (рис. 1.3 в) следует, что

;

(1.13)

отсюда находим выражение для вектора падения напряжения на трансформаторе:

.

(1.14)

Модуль вектора падения напряжения на трансформаторе можно также получить, воспользовавшись выражением:

,

(1.15)

где                 ; ;

I_1ном, U_1ном — номинальные ток и напряжение первичной обмотки;

;

(1.16)

здесь β — коэффициент нагрузки.

Вид внешней характеристики трансформатора определяется не только величиной нагрузки, но и ее характером. При увеличении тока нагрузки выходное напряжение трансформатора уменьшается при активном и активно-индуктивном и увеличивается при емкостном и активно-емкостном характерах нагрузки.

Коэффициент полезного действия трансформатора

Определение коэффициента полезного действия η трансформатора как отношение мощности выделяемой в нагрузке (Р_н) к полной мощности (Р₁), потребляемой из электрической сети, может привести к значительным ошибкам, так как разность (Р_н - Р₁) составляет, при КПД = 98%, всего лишь 2%, что соизмеримо с погрешностью измерительных приборов. Поэтому, согласно ГОСТ, величину КПД определяют косвенным способом:

,

(1.17)

где P_XX, P_K – потери холостого хода и короткого замыкания.

Рабочие характеристики трансформатора

Рабочие характеристики трансформатора представляют собой зависимости коэффициента полезного действия, коэффициента мощности, тока в первичной цепи и напряжения на нагрузке от полезной мощности в нагрузке. Все эти зависимости рассчитываются на основании приведенной схемы замещения (рис. 1.3, в). Примерный вид рабочих характеристик показан на рис. 1.4.

    Рис. 1.4. Рабочие характеристики трансформатора

Содержание работы

1.1.1 Определение параметров схемы замещения при помощи опытов холостого хода и короткого замыкания.

1.1.2 Снятие нагрузочной и рабочих характеристик.