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_1кз, при котором ток во вторичной обмотке I₂ достигает номинального значения I_2н. 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 Р₂ – мощность на выходе вторичной обмотки; Р₁ – подводимая мощность.

(15)

где ΣΔР – 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.

S2н, ВА	U1н, В	U2н, В	I1н, А	I2н, 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.

U1, В	I1, А	Р1, Вт	U2, В	Kтр	S1, ВА	cosφ1

2. Изучить работу нагруженного трансформатора. Меняя сопротивление нагрузочного реостата, снять и рассчитать внешние характеристики трансформатора. При этом I₂ изменяется от 0 до I_2н. Данные занести в таблицу 3. Построить графики характеристик U₂, η, cosφ в функции от I₂.

Таблица 3.

I1, А	U1, В	I2, А	U2, В	Р1, Вт	S1, ВА	cosφ1	Р2, 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.

U1кз, В	I1, А	Р1кз, Вт	I2, А	KТР(кз)	uкз%