- •Уравнения трансформатора
- •Т-образная схема замещения трансформатора
- •Векторные диаграммы трансформаторов при различных вида нагрузки
- •Определение изменения вторичного напряжения трансформатора и его внешняя характеристика
- •Опыт хх
- •Опыт кз
- •Определение потерь и кпд трансформатора
- •Параллельная работа трансформатора при неодинаковых коэффициентах трансформации
- •Параллельная работа трансформатора при неодинаковых напряжениях кз
Векторные диаграммы трансформаторов при различных вида нагрузки
Векторные диаграммы при нагрузке строят по уравнениям (2.16). Вид векторной диаграммы зависит от характера нагрузки (рис. 2.14).
Векторная диаграмма а рис. 2.14 соответствует активно-индуктивной нагрузке, а векторная диаграмма б - активно-емкостной нагрузке.
. (2.18)
Для расчета примем допущение, тогда, используя
упрощенную схему замещения (рис.2.15), получим
. (2.19)
Уравнению (2.19) соответствует векторная диаграмма, представленная на рис. 2.16. Из векторной диаграммы следует, что
Подставляя приближенное выражение для в уравнение (2.18), получим
.
Отрезок можно выразить через составляющие напряжения короткого замыкания:
,
.
На рис. 2.17 представлена зависимость при.
Максимальное снижение напряжения имеет место при , а принапряжениене зависит от нагрузки.
Определение изменения вторичного напряжения трансформатора и его внешняя характеристика
Изменение напряжения – это арифметическая разность между напряжением номинальным и напряжением при номинальном токе, отнесенная к номинальному напряжению.
Изменением напряжения трансформатора называется арифметическая разность между вторичными напряжениями трансформатора при холостом ходе и при номинальном токе нагрузки, когда первичное напряжение постоянно и равно номинальному, а частота также постоянна и равна номинальной.
Изменение напряжения представляет собой важную эксплуатационную характеристику трансформатора. Определять изменение напряжения при помощи построения векторной диаграммы неудобно ввиду относительно небольшой его величины и неточности графических построений. Поэтому пользуются аналитической формулой, которая выводится ниже.
Используем для вывода этой формулы упрощенную векторную диаграмму (рис. 15-2), построенную в относительных единицах для U\ = UlH и /а = /2н или /2 = /о,, = /]„ на рис. 15-4. Тогда' падение напряжения и его составляющие будут равны напряжению короткого замыкания и его составляющим в относительных единицах:
Последний член этого выражения обычно относительно мал, и поэтому
Внешняя характеристика
Опыт хх
Опыт холостого хода
Схема опыта имеет вид, представленный на рис. 2.18.
;
.
В силовых трансформаторах сопротивления ив десятки раз меньше сопротивлений намагничивающего контураи. Поэтому с достаточной степенью точности можно считать, что параметры холостого хода равны параметрам намагничивающей цепи:
; ;.
Это же допущение позволяет считать равными модули ЭДС и напряженияпервичной обмотки и, следовательно, приближенно определить коэффициент трансформации
.
Ток холостого хода в силовых трансформаторах лежит в пределах, поэтому электрические потери в первичной обмоткеневелики, и все потери холостого хода можно полагать равными потерям в стали. Потери в стали, как отмечалось выше, пропорциональны, а на холостом ходу они будут пропорциональны и, поэтому зависимостьимеет параболический характер.Потери холостого хода иток холостого хода , определенные при номинальном напряжении, являются паспортными величинами трансформатора и приводятся в справочниках.
Зависимость являетсяобращенной магнитной характеристикой трансформатора, так как . Нелинейный характер зависимостейиобъясняет и сильную зависимость параметров холостого хода иот напряжения.
Соответствие тока намагничивания , потерь холостого хода, коэффициента мощностии параметровирасчетным данным проверяется для номинального напряжения.
Режим холостого хода
В режиме холостого хода первичная обмотка трансформатора включена в сеть на напряжение , а вторичная разомкнута. Для этого режима справедливы уравнения
Ток первичной обмотки представляет собой намагничивающий ток трансформатора. Построение векторной диаграммы (рис.2.10) начинают с вектора потока . ЭДСиотстают от потока на угол 90. Реактивная составляющая тока намагничивания совпадает по фазе с потоком, а его активная составляющая опережает поток на 90. Намагничивающий ток несколько опережает поток. Для получения вектора первичного напряжения необходимо построить вектори прибавить к нему падения напряжений на активноми индуктивномсопротивлениях. Из векторной диаграммы видно, чтоочень мал. Обычно. Трансформатор потребляет из сети реактивную мощность на создание магнитного поля в трансформаторе.