Экспериментальное определение параметров трансформаторов
Экспериментальное определение параметров трансформаторов
Экспериментальное определение параметров трансформаторов осуществляется с помощью опытов ХХ и опытов КЗ.
Схема опыта холостого хода представлена на рисунке 2.9.
На первичную обмотку подается номинальное напряжение . Можно считать, что трансформатор работает в режиме ХХ, так как входное сопротивление вольтметров достаточно велико.
Так как значение тока ХХ много меньше, чем его номинальное значение (в особенности, для мощных трансформаторов), то потерями в обмотках можно пренебречь и считать, что активная мощность от сети расходуется на потери в сердечнике (в стали).
Отсюда
,
, (2.28)
Рекомендуемые материалы
где – показания ваттметра ,
– показания вольтметра .
Модуль комплексного сопротивления первичной обмотки по переменному току равен
, (2.29)
где – показания амперметра .
Далее находят реактивную составляющую сопротивления первичной обмотки
. (2.30)
Коэффициент трансформации трансформатора находим по формуле
, (2.31)
где – показания вольтметра ,
– показания вольтметра .
Сдвиг фаз между напряжением и током в первичной обмотке определяется из выражения
. (2.31)
Схема опыта короткого замыкания представлена на рисунке 2.10.
Вторичная обмотка закорачивается. Напряжение на первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока ток в первичной обмотке не станет равным номинальному значению. Это достигается при .
Так как к первичной обмотке прикладывается очень малое напряжение, то магнитный поток в сердечнике Ф<<Ф0. Это означает, что мощность на перемагничивание сердечника практически не расходуется.
Эквивалентная схема трансформатора в режиме короткого замыкания изображена на рисунке 2.11.
Модуль комплексного сопротивления трансформатора равен
, (2.32)
где – показания вольтметра ,
– показания амперметра
Активная составляющая сопротивления трансформатора
, (2.33)
где – показания ваттметра ,
– показания амперметра ,
– сумма активных сопротивлений первичной и приведенной вторичной обмоток.
Реактивную составляющую сопротивления первичной обмотки находят по формуле
, (2.34)
где – сумма реактивных сопротивлений первичной и приведенной вторичной обмоток.
Напряжение КЗ , его активная и реактивная составляющие в процентах определяется как
, , . (2.35)
Фазовый сдвиг между напряжением и током в режиме КЗ определяется по формуле
(2.36)
и называется углом короткого замыкания
Значение позволяет рассчитать установившийся ток КЗ в первичной обмотке в условиях эксплуатации
. (2.37)
Значения и используются для оценки отклонения выходного напряжения трансформатора от вида нагрузки.
Отклонение выходного напряжения от номинального значения определяется по формуле
. (2.38)
Последнюю формулу можно преобразовать к виду
Рекомендуем посмотреть лекцию "4 Конституционные основы охраны окружающей среды".
, (2.39)
где – относительное значение тока во вторичной обмотке,
φ2 – сдвиг фаз между напряжением и током в нагрузке.
На рисунке 2.12 приведены типовые зависимости напряжения на нагрузке от тока .
Как следует из рисунка 2.12, при емкостной нагрузке с увеличением тока нагрузки выходное напряжение трансформатора возрастает, а при индуктивной – уменьшается.