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.