Электротехника Касаткин (967630), страница 33
Текст из файла (страница 33)
При номинальном и'рвичном напряжении О = У ток холосто1х 1ном го хода 1' составляет 3-10% номинального первичного тока 1 1к !ном (тем меньше, чем больше номинальная полная мощность трансформатора), т. е. по (9,11а) У, м Е, . Кроме того, при разомкнутой цепи вторичной обмотки всегда У = Е „. Поэтому, измерив вольтметром и первичное с1, и вторичное У напряжения в режиме холостого хо1х' 2х 202 ла, определяют коэффициент трансформации: г1э, = юэ/ю1 = Е „/Е,„= У „/У „.
Этот коэффициент указывается на щитках трансформаторов в виде отнопнния ноьшнальиых напряжений трансформатора прн холостом ходе, например "6000/230 В" (как отношение высшего напряжения к низшему). Манность потерь в трансформаторах при холостом ходе складывается из мощности потерь в магнитопроводс и мощности потерь в проводах первичной обмотки (г1/э, ). При холостом ходе ток 1, „.ч 11 „„и мощность потерь в проводах ничтожна по сравнению с мощностью потерь в магнитопровзде (нсклю.
челне составляют лишь трансформаторы, номинальная полная мощность которых меньше !000 В 'А). Поэтому опьп холостого хода служит также для определения мощности потере в магнитопроводе трансформатора. Мощность потерь в трансформаторе прн холостом ходе мана. При номинальной полной мощности трансформаторов 5 — 50 кВ А его мощность потерь в режиме холостого хода составляет лишь 1,4 — 0,9% номинальной, а при номинальной полной мощности 1 — 10 МВ А — только 0,5-0,3%. Тем не менее мощность потерь в магнитопроводе имеет важное практическое значенке, так как силовые трансформаторы отключаются от-первичной сети довольно редко. гсбг -Е 1 Ег =ог Рнс. 9.11 Реегг О йа Ог (г ин/и,м„ Рнс.
932 Рнс. 9.13 20В Ток холостого хода 1, как и ток катушки с магпитопроводом, зх' состоит из реактивной 1 и активной 1 составляющих. Послед!р.х зал няя определнется потерями в магнитопроводе на гистерезис и вихревые токи, а также добавочными потерями*. Полезно иметь в виду, что в большинстве случаев активная составляющая У меньше 0,12, и поэтому можно считать, что ток хоза,х зр.х' лостого хода отстает по фазе от первичного напряжения практически на четверть периода, т.
е. р, „- л/2 (рис. 9.! 2) . Опыт холостого хода при номинальном первичнола напряжении У зх = У является основным нри испытании трансформатора. Однако 1 нем в ряде случаев, например при ограниченных возможностях охлажде. ния, важно знать, как изменится режим холостого хода трансформатора при изменении нервичного напряжения.
Зависимости Р, = з (У х) и з „= Е(У ) называются характеристиками холостого хода трансформатора (рнс, 9.13). При постепенном, начиная с нуля, повышении первичного напряжения У, сначала, пока магнитопровод зх не насьпцен, ток У, увеличивается пропорционально напряжению; зх затем начнет сказываться насьпцение магнитопровода (например при У, >0,8(Г,„ом) и ток холостого хода 2, быстро нарастает. Мощность потерь в магнитопроводе пропорциональна Вз ) см. (8.11) и (8,12)), следовательно, н Фз, а так как действующее значение ЭДС Е, пропорционально Ф = Ф /ч/2 )см. (9.1а)) и Е,„м У,„, то Р, пропорциональна уз „.
Для большинства трансформаторов допустимый верхний предел длительного повышения напряжения при холостом ходе У, равен зх 1,1б;„,„, что следует иметь в виду при экспериментах с трансформаторами. В.Т. РЕЖИМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА Следует различать режим короткого замыкания в зксшзуатационных условиях и опьп короткого замыкания. Первый представляет собой аварийный режим трансформатора, так как трансформатор сильно нагревается и перегрев может вызвать его разрушение.
Опытом короткого замыкания называется испытание трансформатора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном токе 1 „= У,иеы, Этот опыт (рис. 9.14) служит для опреДобавочные потери — это потери из-за вибрапии листов стали в местах их стыков и расположении шпилек вследствие неравномерного распределении индукции, потери в конструктивных деталлх, зависашие от потока расселина, и т. д. Все добавочные потери составлхют 15-209Ь основных потерь в магнитопроволе, 209 деления важнейших параметров трансформаторов: мощности потерь в проводах, внутреннего падения напряжения и т, и, Опыт короткого замыкания, как и опыт холостого хода, обязателен при заводских испытаниях, В режиме короткого замыкания (Пз = О) ЭДС Е „, индуктируемая во вторичной обмотке, как следует из второго закона Кирхгофа (9.11б), равна сумме напряжений на активном сопротивлении и индуктивном сопротивлении рассеяния вторичной обмотки: Е = — (г +/х )1 зк ' вз авсз зк' в то время как в рабочем режиме Ез = — (Уа + г,1, +!х всзг') Напряжение первичной обмотки в опыте короткого замыкания У „при токе 1,„= У „равно примерно 5-10% номинального У,„~~.
Позтому действующее значение ЭДС Ез составляет лишь несколько процентов (2 — 5%) действующего значения ЭДС Ез в рабочем режиме. Пропорционально значению ЭДС уменьшается магнитный поток в магннтопроводе 1см. (9.1б) 1, а вместе с ннм намагничивающий ток и мощность потерь в магнитопроводе, пропорциональная ф'. Следовательно, можно считать, что при опыте короткого замыкания вся мощность Р,„трансформатора равна мощности потерь в проводах первичной н вторичной обмоток; Так как намагничивающим током 1 ввиду его относительной га малости можно пренебречь, то согласно (9,10а) 1, „= 1 „и (9.14) С увеличением номинальной полной мощности Я„трансформатора активная мощность Р,„в опыте короткого замыкания относительно убывает. При Я = 5 + 20 кВ А отношение Р,„~Б " равно 3,7 — 3%, а прн Яв„,в = 320 + 5600 кВ ° А это отношение равно 2 — 1%.
По мощности потерь в трансформаторе при коротком замыкании вторичной обмотки Р, и номинальном значении первичного тока 1, = у,„вм на основании (9.14) определяется активное сопротивление короткого замьскалич трансформатора: г =Р /Х' (9.15) Чтобы обеспечить минимальные размеры трансформатора, конструкторы выбирают такие плотность тока в проводах и индукцию в магии- 210 ,Еян ага с а) икн Е) Рис. 9.15 Рнс.
9.14 топроводе, которые соответствуют почти предельно допустимой температуре нагревания прн работе трансформатора. По этой причине для определения мощности потерь в обмотках нагруженного трансформатора значение т, найденное из опыта короткого замыкания, долж- К но быть соответственно пересчитано (приведено к температуре 75 'С) (см. табл. 1Л). Индуктивное сопротивление короткого замыкания можно считать не зависящим от температуры. Поэтому оно определяется непосредственно из результатов опыта: .„= С'Г."Г - Г1С 11Г Г 11'- ". (9 1б) Таким образом, полное сопротивление короткого замыкания, приведенное к рабочей температуре 75 'С, зим г, +х„.
(9.17) На рис. 9.15, а и б построены треугольник сопротивлений и подобный ему имеющий важное практическое значение основной треугольник короткого замыкания, катеты которого представляют в процентах номинального напряжения Ег, активную н индуктивную составляющие первичного напряжения в опыте короткого замыкания (Е,к. Эти составляяацие определяются при номинальном токе в первичной обмотке Е = Е, т,е.катеты 1к 1ном' г Е 1ном 1б(уй. к.н 1ном я Е к 1ном 1Оргг к.р 1ном и гипотенуза е Š— г-нгм — ) Ом к 1ном т11 Ха2, Р г г' г "1г 'с рис, 9.16 Иапряхсеяие короткого замыкания и является важным параметром трансформатора, на основании которого определяются изменения вторичного напряжения нагруженного трансформатора (см.
й 9.8). Напряжение короткого замыкания указывается на щитке трансформатора. Чем выше номинальные напряжения обмоток трансформатора, тем больпв напряжение и, так как с увеличением. толщины изоляции проводов возрастают потокосцепления рассеяния, а следовательно, и индуктивные сопротивления рассеяния х, и х . При номиналыюй расг расэ' полной мошлости Я„' = 5000+ 5600 кВ ° А и номинальном высшем напряжении 6,3 н 1О кР напряжение и = 5,5%, а при номинальной мощности 3200 — 4200 кВ А и номинальном высшем напряжении 35 кВ напряжение и =7%, к Опьп короткого замыкания может служить также контрольным опьпом для определения коэффициента трансформации. При коротком замьпсанин в уравнении (9.4) составлшощая У, ю, ничтожно мала по сравнению с двумя другими составляющими и ею можно пренебречь, следовательно, иг7 ч: итХ (9.18) и коэффициент трансформации вт 1 иа/асс с /с (9.19) Пренебрегая током холостого хода трансформатора 1, и определив параметры трансформатора г и х„из опыта короткого замыкания, составим (рис.
9.16, а) упрощенную эквивалентную схему замещения трансформатора, дпя которой на рис. 9.16, б построена векторная диаграмма. 212 8„8. ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРА %%% = — 1 — )он и гтт' гт 1ном (9,20) Из упрощенной эквивалентной схемы замещения трансформатора (рис. 9.16, а) и его векторной диаграммы (рис. 9.16, б) следует, что изменение напряжения трансформатора У, (4 =(т соа~Рэ+ х а1прз)7„ или по (920) 11 ЬУ% = — (т соач%, + х а1пч%1) 100 о. н к 1ном (9.21) По (9.21) на рис. 9.17, а построена зависимость изменения напряже. ния от коэффициента мощности нагрузки соа Рз при Х1 = сопят.
Наибольцне значение гь(7% оютветствуст условию соа рз = соа р, при к* . выполнении которого вектор внутреннего падения напряжения Е„/! совпадает по направлению с вектором первичного напряжения Ц (рис. 9.16, 6, вертикальная штриховая линия), вследствие чего С'З' = Ц вЂ” гнт1. Внеи%няя «арактерипика трансформатора определяет зависимость изменения вторичного напряжения (/г от тока нагрузки /з = 21/нг! при постоянном коэффициенте мощности приемника ч!г = сопят и номинальном первичном напряжении Ц = У .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
