Режим опыта короткого замыкания трансформатора

Для испытания обмоток трансформатора вместо трудноосуществимого в лаборатории опыта нагрузки создают специальный режим опытного короткого замыкания (КЗ) – при очень малом напряжении и номинальных токах обмоток.

Рис. 5.

В опыте КЗ вторичную обмотку замыкают накоротко (рис. 5), а к первичной обмотке подводят такое малое напряжение U _{1 кз} , при котором ток во вторичной обмотке I ₂ достигает номинального значения I _{2 н} . Относительное значение этого напряжения, называемого напряжением короткого замыкания, составляет 2 – 8 % от номинального:

(13)

Это напряжение записывается в паспорт трансформатора как его параметр и используется для определения ряда эксплуатационных характеристик.

Так как при КЗ вторичной обмотки трансформатор не передает энергию приемнику, то активная мощность Р_кн, измеренная ваттметром, представляет собой мощность электрических потерь энергии в трансформаторе. Величина Р_кн является паспортным параметром трансформатора.

При коротком замыкании может быть определен коэффициент трансформации, как отношение

,

(14)

токов:

 

Коэффициент полезного действия трансформатора

Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора определяется по формуле

(14)

где Р ₂ – мощность на выходе вторичной обмотки; Р ₁ – подводимая мощность.

(15)

где Σ ΔР – суммарные потери мощности.

Суммарные потери мощности складываются:

1) из электрических или тепловых потерь из-за наличия активного сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора

2) из потерь в стали, обусловленных перемагничиванием магнитопровода.

КПД трансформатора в номинальном режиме обычно составляет от 80 до 95%.

 

Выполнение работы.

Работа выполняется на установке, схема которой изображена на рис 5. Напряжение на первичной обмотке создается источником питания В-24. В качестве нагрузки трансформатора используется реостат.

 

Рис. 5

 

Таблица 1. Паспортные данные трансформатора.

S 2 н , ВА	U 1 н , В	U 2 н , В	I 1 н , А	I 2 н , А
5,76	43,5	6,4	0,38	0,9

 

Задание.

1. Провести опыт холостого хода. Отключить реостат от трансформатора. Установить на первичной обмотке напряжение равное 30 В. Снять показания с измерительных приборов. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 2.

 

Таблица 2.

U 1, В	I 1, А	Р 1, Вт	U 2, В	K тр	S 1, ВА	cos φ 1

 

2. Изучить работу нагруженного трансформатора. Меняя сопротивление нагрузочного реостата, снять и рассчитать внешние характеристики трансформатора. При этом I ₂ изменяется от 0 до I _{2 н} . Данные занести в таблицу 3. Построить графики характеристик U ₂, η, cos φ в функции от I ₂.

 

Таблица 3.

I 1, А	U 1, В	I 2, А	U 2, В	Р 1, Вт	S 1, ВА	cos φ 1	Р 2, Вт	η

 

3. Провести опыт короткого замыкания (в присутствии преподавателя или лаборанта). Снять показания с измерительных приборов. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 4.

 

Таблица 4.

U 1 кз , В	I 1, А	Р 1кз, Вт	I 2, А	K ТР(кз)	uкз %