Режими на работа на трансформатора

В зависимост от стойността на съпротивлението на натоварване, трансформаторът може да работи в 3 режима:

1. Бездействие с натоварване zn = ∞.

2. Кратко затваряне за zn = 0.

3. Режим на зареждане при 0 < Z>

Имайки характеристиките на заместващата схема, можете да разгледате поне някои режими на работа на трансформатора. Самите характеристики се определят въз основа на изпитвания на празен ход и на късо съединение. При празен ход вторичната намотка на трансформатора е отворена.

Предишна трансформатор празен ход се извършва за определяне на коефициент на трансформация, електрически загуби в стоманата и нишките на намагнитизираният характеристики на еквивалентна верига, обикновено се провеждат при номиналното напрежение на първичната намотка.

За еднофазен трансформатор, въз основа на данните от изпитването на празен ход, е възможно да се изчислят:

- коефициент на трансформация

- процентна стойност на тока без товар

- устойчивостта на магнетизиращия клон r0, определена от състоянието

- импеданс на магнетизиращия клон

- индуктивна устойчивост на магнетизиращия клон

Често се определя и факторът на празен ход:

В някои случаи изпитването на празен ход се извършва за няколко стойности на напрежението на първичното намотване: от U1 ≈ 0.3U1n до U1 ≈ 1.1U1n. Съгласно получените данни се конструират свойствата на празен ход, които представляват зависимостта на P0, z0, r0 и cosφ като функция от напрежението U1. Използвайки характеристиките на празен ход, можете да зададете стойностите на определените стойности за всяка стойност на напрежението U1.

За да се определи напрежението при късо съединение, загубите в намотките и съпротивленията на rk и xk, се извършва опитът с късо съединение. Когато всичко това се подава към първичната намотка на ниско напрежение, късо съединение ток към намотките на трансформатора са равни на техните номинални стойности, т.е.. F. = I1n I1k, I2k = I 2Н. Напрежението на първичната намотка, при което се получават маркираните условия, се нарича номинално напрежение на късо съединение Ukn.

Като се има предвид, че Ukn обикновено само 5-10% от U1n, взаимно поток на сърцевината на трансформатор в не-дългогодишен опит в схема 10S пъти по-малък от номиналния режим, и трансформатор стомана ненаситен. Защото загубата на желязо подмятат и откриете, че всички от властта, подавано към първичната намотка PKN изразходвани за нагревателни и определя размера на не-дълго верига съпротива жк.

По време на експеримента се определят напрежението Ukn, токовете I1k = I1n и мощността Pk на първичната намотка. От тези данни можете да намерите:

- процентно напрежение на късо съединение

- активна устойчивост на късо съединение

- активно съпротивление на първичната и вторичната вторична намотка, приблизително равно на половината от съпротивлението на късото съединение

- импеданс на късо съединение импеданс

- индуктивен импеданс на късо съединение

- индуктивно съпротивление на първичната и вторичната вторична намотка, приблизително равно на половината от индуктивния импеданс на късо съединение

- Устойчивост на вторичната намотка на реален трансформатор:

- Индуктивно, активно и пълно процентно напрежение на късо съединение:

В режим на натоварване е много важно да знаете как характеристиките на натоварването влияят върху ефективността и вариацията на напрежението на клемите на вторичната намотка.

Съотношението на полезната работа на трансформатора е съотношението на активната мощност, предавана към натоварването, към активната мощност, подадена към трансформатора.

Ефективността на трансформатора е от най-голямо значение. При силови трансформатори с малка мощност тя е приблизително 0,95, а за трансформатори с мощност от няколко 10 000 киловолта ампери достига 0,995.

Определянето на ефективността от формулата с въвеждането на специфично измерените мощности Р1 и Р2 дава огромна грешка. По-удобно е тази формула да бъде представена в различна форма:

където е сумата от загубите в трансформатора.

Трансформаторът има два вида загуби: магнитен загуби, причинени от преминаването на магнитния поток на магнитна верига, и електронен загуба, възникваща по време на протичане на ток през намотките.

Тъй магнитния поток на трансформатора, когато U1 = конст и вторични настоящите промени от нула до номинална остава почти непроменена и магнитна загуба спектъра на този товар също могат да бъдат взети непроменени и равни загуби празен ход.

Електронните загуби в медните намотки ΔPm са пропорционални на квадрата на тока. Те се комфортно изразяват чрез загубата на късо съединение Pcn, получена при номиналния ток,

където β е коефициентът на натоварване,

Изчислителни формули за определяне на ефективността на трансформатора:

където Sn е номиналната обща мощност на трансформатора, φ2 е фазовият ъгъл между напрежението и тока в товара.

Максималната ефективност може да бъде намерена чрез равновесие на първия дериват до нула. С всичко това откриваме, че ефективността е най-висока при това натоварване, когато константните (независимо от текущото) загуби P0 са равни на променливите (в зависимост от тока), от които

При модерни силови трансформатори с мощност βopt = 0,5 - 0,7. При този товар трансформаторът по-често работи в процеса на използване.

Графика на зависимостта η = f (β) е показана на фиг.1.

Начертаване 1. Конфигурационната крива на ефективността на трансформатора зависи от коефициента на натоварване

За да определите процента конфигурация на напрежението на вторичната намотка на еднофазен трансформатор, използвайте уравнение

където uKA и uKR са активните и реактивни компоненти на напрежението на късо съединение, изразено като процент.

Промяна трансформатор напрежение зависи от коефициента на натоварване (β), характера (ъгъл φ2) и съставляващи напрежение не-дълга верига (UKA и UCR).

Външната характеристика на трансформатора е зависимостта за U1 = const и cosφ2 = const (скица 2).

Начертаване 2. Външни свойства на средно- и високоенергийни трансформатори при различни натоварващи навици

Училище за електротехник