Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Тр-р.doc
Скачиваний:
54
Добавлен:
07.12.2018
Размер:
1.15 Mб
Скачать

Составление схемы замещения

Трансформатор можно представить некоторой электрической схемой замещения. По этой схеме определяют токи и , мощность Р1, забираемую из сети, мощность потерь и т.п.

Систему уравнений 1, 2, 3, описываемые электромагнитные процессы в трансформаторе можно свести к одному уравнению, если учесть, что Е1= кЕ2 и (5), при этом параметры Rm и Xm, следует выбрать так, чтобы в режиме ХХ когда , ток (6) по модулю равнялся действующему значению IXX, а его мощность - мощности, забираемой трансформатором из сети при ХХ.

Решив систему уравнений 1,2,3 относительно .

(7)

В соответствии с уравнением (7) трансформатор можно заменить схемой замещения.

а, б – точки соединения первичной и вторичной обмоток.

Эквивалентное сопротивление этой схемы ,

где

Сопротивление (и его составляющие ), а также называют соответственно сопротивлениями вторичной обмотки и нагрузки, приведенными к первичной обмотке. Аналогично называют значения ЭДС и тока:

Полная мощность приведенного контура вторичной обмотки в схеме замещения равна мощности вторичной обмотки реального трансформатора:

Мощность электрических потерь в приведенном вторичном контуре этой схемы равна мощности потерь во вторичной обмотке реального трансформатора:

.

Относительные падения напряжения в активном и индуктивном сопротивлениях приведенного вторичного контура тоже остаются неизменными как в реальном трансформаторе.

Определение параметров схемы замещения по опытам холостого хода и короткого замыкания.

По данным опыта х.х. определяем Ктранс., магнитные потери и параметры ветви намагничивания Zm , rm, xm. Магнитные потери могут быть приняты равными мощности Ро, потребляемой трансформатором при ХХ

.

Опыт х.х. К зажимам одной из обмоток посредством регулятора напряжения (РН) подводят номинальное напряжение U0 = U1НОМ; к другой обмотке подключают вольтметр (ее можно считать разомкнутой).

U1 поднимаем от 0 до 1,1U. Измерив ток ХХ I0 и мощность Р0, потребляемую трансформатором, согласно схеме замещения находим

Т.к. ток ХХ мал по сравнению с номинальным током трансформатора, то электрическими потерями пренебрегают и считают, что вся мощность, потребляемая трансформатором, расходуется на компенсацию магнитных потерь в стали магнитопровода.

При этом

Аналогично считают х1м ≈ хм, т.к. сопротивление хm определяется основным потоком трансформатора Ф (потоком взаимоиндукции), а х1 – потоком рассеяния , который во много раз меньше Ф. Поэтому,

Измерив напряжение U0 и U20 первичной и вторичной обмоток определяет коэффициент трансформации.

Схема замещения трансформатора для режима ХХ

Векторная диаграмма трансформатора в режиме ХХ, построена из условия, что I0 создает в первичной обмотке падение напряжений и , поэтому

.

В данной векторной диаграмме напряжения показаны увеличенными, т.к. они составляют доли % и при соблюдении масштаба были бы не заметны.

Опыт к.з. заключается в том, что вторичную обмотку замыкают накоротко (сопротивление ), а к первичной обмотке посредством регулятора напряжения РН, подводят напряжение , при котором по обмоткам проходит номинальный Iном.

U1 поднимают от 0 до значения, при котором ток становится номинальным.

По данным опыта к.з. определяются потери к.з. Рк, которые могут быть приравнены эл.потерям в обмотках, и параметры трансформатора, к которым прибегают при решении многих задач.

В мощных силовых трансформаторах Uк=5…15% от Uном. В трансформаторах малой мощности Uк = 25…50% Uном

Т.к. поток, замыкающийся по стальному магнитопроводу зависит от U1, а магнитные потери в стали ~В2 (индукции), т.е. Ф2 (магнитного потока), то вследствие того что Uk очень мало, прнебрегают потерями в стали и током ХХ. При этом из общей схемы замещения трансформатора исключают Rm xm и преобразуют ее в схему

Параметры схемы определяются соотношениями:

Т.к. разделить Zk на Z1 и сложно, принимают Z1 == 0,5 Zk. Это близко к действительности (схема замещения симметрична), нет погрешностей в расчетах. Векторная диаграмма для режима к.з.

∆АВС, образуемый векторами активного, реактивного и полного падений напряжений, называют треугольником короткого замыкания или характеристическим треугольником.

При изменении режима работы трансформатора (тока нагрузки) катеты треугольника изменяются пропорционально изменению тока. Катеты АС и ВС называют реактивными и активными составляющими напряжения короткого замыкания. В ГОСТах и паспортах трансформаторов указывают относительное Uк.з. при номинальном токе в % от Uном.

Аналогично, относительные значения активных и реактивных составляющих (в %)

;

при этом

;

При расчете параметров трансформатора не важно на какой из обмоток проводят опыт к. з. Его удобнее проводить при замыкании накоротко обмотки с меньшим числом витков, но обычно исходят из удобств измерений и техники безопасности.