Схема замещения приведенного трансформатора
Эквивалентная схема замещения трансформатора
r1	x1	А a		r2
			x2
I1	E1		Е2	I2	z
U1				U2
					н
		X x
Т-образная схема замещения приведенного трансформатора

r1

I1

U1

x1			r2
	x2
		I2
	xm
				U2
I0
	E1	Е2
	rm

				z		н
					U1			( E1) j I1 x1			I1 r1
									j I x I r
					U E
							2	2	2	2	2	2
							I1 I0 ( I2 )

Опытное определение параметров схемы замещения

Опыт холостого хода:

zн ;

I2 0

U E j I x I r

0 1

0 1

I0 составляет (2-10)% от IН

1

1

I

U2

E2

i0

100%

I1

I0

0

I

1н

I0

P

P P

I 2r P

А a

0 м

0 1

м

A

0

W

Uc

РН

U1 V

V

U20

kтр w1

U1

w2

U2

0

Xx

Опыт холостого хода:

Схема замещения

r1 x1

I1

I0

xm

U1

E1

rm

При I1= I0

I0 (r1+jx1)<<E1

Упрощенная схема замещения

xm

r

m

U1 I0

Характеристики холостого хода

I0 =f(U1), P0=f(U1), cos φ0=f(U1)

I0

P0

cos φ0

U1

zm U1 ;	rm P0	;
I0	I02

xm zm2 rm2 .

Опыт короткого замыкания:

I1к	P	a
A	к А
	W
Uc РН Uк V		А

I2к

X x

Uк составляет (5-10)% от U1Н

uк Uк 100%

U1н

zн= 0; U2= 0

Характеристики короткого замыкания

Iк =f(Uк), Pк=f(Uк), cos φк=f(Uк)

Iк

Pк

cos φк

Uк

Опыт короткого замыкания:

при uк = (5-10)%

Схема замещения

r1

x1

x2

r2

Фк составляет (5-10)% от Ф1Н

Намагничивающим током можно

I

I

I

I

пренебречь:

Uк

1к

2к

1к

2к

I

(r r ) j I

(x x )

U

к

rк

xк

1к

1

2

1к

1

2

I r

I

или

j

x

U

к

к

к

I

I

1к

1к

где

r

r r и

x

x

x

Uк

1к

2к

к

к

1

2

1

2

z Uк ;

r

Pк

;

P I 2 r I 2 r P

P

к

I1к

к

I12к

к

1к 1

1к 2

э1

э2

x

к

z2

r

2 .

к

к

Опыт короткого замыкания:

Построим векторную диаграмму для режима короткого замыкания.

Для этого воспользуемся полученными уравнениями:

I

I

1к

2к

А

j I

x

Uк I1к (r1 r2 ) j I1к (x1 x2 )

ОАВ – треугольник короткого

2

2

замыкания.

к

ОВ I1кr1 I1кr2 I1кrк

.

Uк

а

U

к

I z

1 к

I2 r2 I1к

I2к

Uка - активная составляющая

к

напряжения короткого замыкания.

x1

ВА j I

x j I

x j I

x

.

j I1

к

U

кр

к

к

В

1к

1

1к

2

1к

- реактивная составляющая

I

r

Uкр

напряжения короткого замыкания.

О

1к

1

2

2

ОА I1к zк Uк .

Uк Uка

Uкр

u

ка

I1кrк

100%;

u

кр

I1к xк

100%;

U1н

U1н

Векторная диаграмма трансформатора

Векторная диаграмма – графическое выражение основных уравнений

приведенного трансформатора

U1

( E1) j I1 x1

I1 r1

j I x I r

U1

j I1 x1

U

E

2

2

2

2

2

2

I1 z1

I1 r1

I1 I0 ( I2 )

I1

- I

Максимальное значение основного

Е1

Ф

E1

магнитного потока

2

max

I

1

I0

4,44

w1

f

Предположим, что нагрузка носит

2р

активно-индуктивный характер.

Фmax Вектор тока

I отстает от

2

I0р

E

на угол

2

x2

xн

2

2

U2

2

arctg

I

r2 rн

I z

2

2

2

Реактивная составляющая тока вторичной

обмотки

I

I sin

направлена

I2 r2

навстречу

2р

2

2

I

j I2 x2

Е2 Е1

намагничивающему току

0р

и оказывает размагничивающее действие.

Векторная диаграмма трансформатора

I2

При активно-емкостном характере нагрузки

вектор тока

опережает

E2

x2

xн

на угол

2 arctg

j I1 x1

r2 rн

I

z

I1 r1

I1 x1

I1 r1

1

1

U1

1

E

j I x I r

U

- I

2

2

2

2

2

2

I1

2

I1 I0 ( I2 )

I0

I0р

Фmax

I2

2

р

I2

Реактивная составляющая тока вторичной

U2

2

обмотки I

I sin

2

совпадает по

2р

2

I2 z2

фазе с намагничивающим током

I

и

Е2

Е1

0р

I2 r2

j I2 x2

оказывает подмагничивающее действие.

Упрощенные схема замещения и векторная диаграмма

В силовых трансформаторах, работающих с нагрузкой , близкой к номинальной, пренебрегают током холостого хода I0, и считают, что:

I

I

1

2

Векторная диаграмма

Схема замещения

А

j I1xк В

I

I

rк

xк

I1rк

1

2

I

I

U1

U

2

1

2

U2

z

С

2

U1

н

Uк I1zк

1

rк r1 r2

xк x1 x2

Внешняя характеристика трансформатора

Из упрощенной схемы замещения следует:				U U		I z
						1 к
	r	xк		2	1ном
	к		Изменение вторичного напряжения:

I	I			U	ном	U1ном U2	100%
1	2		z			U1ном
		U2
			н
U1

					D
						U	кр I		I
BCF = DAВ = ABF = φ2				А	В
					F			1	2
						Uка
				U1					U
CD U	1ном	U CF FD							2
		2			С
						2
				Uк	1
где CF Uка cos 2;			FD Uкр sin 2
тогда U1ном U2 Uка			cos 2 Uкр sin 2