Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Опыты хх и к.з. КПД трансформатора




 

Определение параметров схемы замещения , , возможно либо расчетным (в процессе расчета трансформатора), либо опытным путем. Ниже излагается порядок определения параметров схемы замещения трансформа­тора опытным путем, сущность которого состоит в проведении опыта холостого хода (х.х.) и опыта короткого замыкания (к.з).

Опыт холостого хода. Холостым ходом называют режим ра­боты трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке . В этом случае уравнения напряжений и токов (1.34) принимают вид

 

(1.40)

 

Так как полезная мощность при работе трансформатора вхо­лостую равна нулю, то мощность на входе трансформатора в ре­жиме х.х. расходуется на магнитные потери в магнитопроводе , (потери на перемагничивание магнитопровода и вихревые то­ки) и электрические потери в меди , (потери на нагрев обмотки при прохождении по ней тока) одной лишь первичной обмотки. Однако ввиду небольшого значения тока , который обычно не превышает 2-10% от , электрическими потерями можно пренебречь и считать, что вся мощность х.х. представляет собой мощность магнитных потерь в стали магнитопровода. Поэтому магнитные потери в трансформаторе принято называть поте­рями холостого хода.

 

Рис. 35. Схемы опыта х.х. трансформаторов однофазного (а), трехфазного (б)

 

Опыт х.х. однофазного трансформатора проводят по схеме, изображенной на рис. 35, а. Комплект электроизмерительных приборов, включенных в схему, дает возможность непосредствен­но измерить напряжение , подведенное к первичной обмотке; напряжение на выводах вторичной обмотки; мощность х.х. и ток х.х. .

Напряжение к первичной обмотке, трансформатора обычно подводят через однофазный регулятор напряжения РНО, позво­ляющий плавно повышать напряжение от 0 до l,15 . При этом через приблизительно одинаковые интервалы тока х.х. снимают показания приборов, а затем строят характеристики х.х.: зависи­мости тока х.х. , мощности х.х. и коэффициента мощности х.х. от первичного напряжения (рис. 36).

Криволинейность этих характеристик обусловлена состоянием магнитного насыщения магнитопровода, которое наступает при некотором значении напряжения .

В случае опыта холостого хода с трехфазным трансформато­ром напряжение устанавливают посредством трехфазного регу­лятора напряжения РНТ (рис. 35, б). Характеристики х.х. строят по средним фазным значениям тока и напряжения для трех фаз:

; (1.41)

 

. (1.42)

 

Коэффициент мощности для однофазного трансформатора

 

; (1.43)

 

для трехфазного трансформатора

 

, (1.44)

 

где и – пока­зания однофазных ваттметров; и – фазные значения на­пряжения и тока.

 

По данным опы­та х.х. можно опре­делить: коэффициент трансформации ; ток х.х. при (в процентах от номи­нального первичного тока)

 

; (1.45)

 

 

Рис. 36. Характеристики х.х. трансформатора

 

В трехфазном трансформаторе токи х.х. в фазах неодинаковы и образуют несимметричную систему, поэтому мощность следует измерять двумя ваттмет­рами по схеме, изображенной на рис. 35, б. Падение напряжения в первичной ветви схемы замещения в режиме х.х. (рис. 37) составляет весьма незначительную величину, поэтому, не допуская заметной ошибки, можно пользоваться следующими выражениями для расчета параметров ветви намагничивания:

 

; (1.46)

; (1.47)

. (1.47)

 

Обычно в силовых трансформаторах общего назначения сред­ней и большой мощности при номинальном первичном напряже­нии ток х.х. = 10-0,6%.

Если же фактические значения тока х.х. и мощности х.х. , соответствующие номинальному значению первичного на­пряжения , заметно превышают величины этих параметров, указанные в каталоге на данный тип трансформатора, то это сви­детельствует о неисправности этого трансформатора: наличие короткозамкнутых витков в обмотках либо замыкании части пластин магнитопровода.

 

Рис. 37. Схема замещения транс­форматора в режиме х.х.

 

Опыт короткого замыкания. Короткое замыкание транс­форматора – это такой режим, когда вторичная обмотка замкнута накоротко , при этом вторичное напряжение . В усло­виях эксплуатации, когда к трансформатору подведено номиналь­ное напряжение , короткое замыкание является аварийным режимом и представляет собой большую опасность для трансфор­матора.

При опыте к.з. обмотку низшего напряжения однофазного трансформатора замыкают накоротко (рис. 38, а), а к обмотке высшего напряжения подводят пониженное напряжение, посте­пенно повышая его регулятором напряжения РНО до некоторого значения , при котором токи к.з. в обмотках трансформатора становятся равными номинальным токам в первичной и вторичной обмотках. При этом снимают показания приборов и строят характеристики к.з., представляющие собой зависимость тока к.з. , мощности к.з. и коэффициента мощно­сти от напряжения к.з. (рис. 39).

В случае трехфазного трансформатора опыт проводят по схе­ме, показанной на рис. 38, б, а значения напряжения к.з. и тока к.з. определяют как средние для трех фаз:

 

; (1.49)

; (1.50)

 

Коэффициент мощности при опыте к.з.

 

. (1.51)

 

Рис. 38. Схемы опыта к.з. трансформаторов однофазного (а), трехфазного (б)

 

При этом активную мощность трехфазного трансформатора измеря­ют методом двух ваттмет­ров. Тогда мощность к.з.

 

. (1.52)

 

В (1.52) и – показания однофазных ваттметров, Вт.

Напряжение, при ко­тором токи в обмотках трансформатора при опы­те равны номинальным значениям, называют номинальным напряже­нием короткого замы­кания и обычно выра­жают его в % от номинального:

 

Рис. 39. Характеристики к.з. трансформа­тора

 

. (1.53)

 

Для силовых трансформаторов = 5-10% от .

Как следует из (1.20), магнитный поток в магнитопроводе трансформатора пропорционален первичному напряжению . Но так как это напряжение при опыте к.з. составляет не более 10% от , то такую же небольшую величину составляет магнитный поток. Для создания такого магнитного потока тре­буется настолько малый намагничивающий ток, что значением его можно пренебречь. В этом случае уравнение токов (1.24) принимает вид

 

, (1.54)

 

а схема замещения трансформаторов для опыта к.з. не содержит ветви намагничивания (рис. 40, а). Для этой схемы замещения можно записать уравнение напряжений

 

, (1.55)

или

. (1.56)

 

Полное сопротивление трансформатора при опыте к.з.

 

, (1.57)

 

где и – активная и индуктивная составляющие сопротивления к.з. .

 

Воспользовавшись уравнениями токов (1.54) и напряжений (1.55), для опыта к.з. построим векторную диа­грамму трансформатора (рис. 40, б). Построение этой диаграммы начина­ют с вектора напряжения к.з. . Затем под углом к вектору проводят вектор тока к.з. Построив векторы падений напряжения в первичной обмотке и векторы падения на­пряжения во вторичной обмотке и получают прямоугольный треугольник АОВ, называемый треугольником короткого замыкания. Стороны этого треугольника будут:

 

;

;

.

 

где и – активная и реактивная составляющие напряжения к.з., В.

 

Здесь

, (1.58)

Рис. 40. Схема замещения (а) и векторная диаграмма (б) трансформатора в режиме к.з.

 

Полное, активное и индуктивное сопротивления схемы заме­щения при опыте к.з.:

; (1.59)

; (1.60)

. (1.61)

 

Так как при опыте к.з. основной поток составляет всего лишь несколько процентов по сравнению с его значением при но­минальном первичном напряжении, то магнитными потерями, вы­зываемыми этим потоком, можно пренебречь. Следовательно, можно считать, что мощность , потребляемая трансформатором при опыте к.з., идет полностью на покрытие электрических потерь в обмотках трансформатора:

 

 

Мощность к.з. приводят к рабочей температуре обмоток +75 °С:

 

. (1.66).

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-10-19; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 6067 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Стремитесь не к успеху, а к ценностям, которые он дает © Альберт Эйнштейн
==> читать все изречения...

2176 - | 2134 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.