Коэффициент полезного действия трансформатора

Величина КПД при номинальной нагрузке может быть определена по формуле

.

КПД при частичной нагрузке gP приближенно может быть определен по формуле

,

где P – берется из пункта 1.2.1.,

DU% – из пункта 1.2.5,

P_м – из пункта 1.2.11,

P_с – из пункта 1.2.13,

I_m – из пункта 1.2.14.;

r₁ – активное сопротивление первичной обмотки из пункта 1.2.16;

g – коэффициент, характеризующий отношение данной нагрузки трансформатора к номинальной.

1.2.16. Активное падения напряжения и сопротивления
обмоток трансформатора

Относительное активное падение напряжения в первичной обмотке однофазного трансформатора при номинальной нагрузке всех вторичных обмоток

.

Относительные активные падения напряжения во вторичных обмотках при номинальных нагрузках

;

;

…………………..

.

В случае трехфазного трансформатора нужно правые части этих формул разделить на .

Активные сопротивления обмоток однофазного трансформатора:

[Ом],

[Ом],

[Ом],

……………….

[Ом].

В случае трехфазного трансформатора нужно правые части этих формул разделить на 3.

Активные сопротивления обмоток короткого замыкания двухобмоточного трансформатора, приведенное к первой обмотке:

[Ом].

Активные сопротивления короткого замыкания пар обмоток многообмоточного трансформатора, приведенные к первой обмотке:

[Ом],

[Ом],

………………………………..

[Ом],

где U₁, U₂, U₃, … берутся из задания,

I₁, I₂, I₃, … – из пункта 1.2.1.,

W₁, W₂, W₃, … – из пункта 1.2.5,

P_м1, P_м2, P_м3, … – из пункта 1.2.11.

1.2.17. Индуктивные падения напряжения и сопротивления
обмоток трансформатора

Относительные индуктивные падения напряжения в отдельных обмотках двухобмоточного трансформатора вычисляются по формулам:

;

;

.

В случае многообмоточного трансформатора также вычисляются относительные индуктивные падения напряжения пар обмоток многообмоточного трансформатора, отнесенные к мощности первой обмотки. Рассмотрим случай расположения первой обмотки на стержне между вторичными (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Расположение обмоток на сердечнике трансформатора:
1, 2, 3 …n – обмотки

Для расчета пользуемся формулами:

;

;

……………………………………………

;

;

…………………………………………….

.

Индуктивные падения напряжения отдельных обмоток многообмоточного трансформатора (см. рис. 1.12):

а) пара обмоток 1 и 2:

б) пара обмоток 1 и 3:

;

;

……………………..

n) пара обмоток 1 и n:

;

;

где

[см];

[см];

……...……………………………

[см];

[см];

……………………………………

[см];

f, P₂, P₃, … – частота и мощности вторичных обмоток по заданию, ВА;

– первичная мощность трансформатора, ВА;

I₁, I₂, I₃, … берутся из пункта 1.2.1.,

e_w, W₁, W₂, W₃, … – из пункта 1.2.5,

d₁, d₂,d₃,…, d₁₂,d₁₃,d₂₃, … – из пункта 1.2.9.,

, , , … – из пункта 1.2.10.;

– длина пути магнитных линий рассеяния, см.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания двухобмоточного трансформатора, приведенное к первой обмотке:

[Ом].

Индуктивные сопротивления короткого замыкания пар обмоток многообмоточного трансформатора, приведенные к первой обмотке:

[Ом];

[Ом];

……………………………….

[Ом].

1.2.18. Полные сопротивления и напряжения
короткого замыкания обмоток трансформатора

Полное сопротивление короткого замыкания двухобмоточного трансформатора

[Ом].

Полные сопротивления короткого замыкания пар обмоток многообмоточного трансформатора:

[Ом];

[Ом];

………………………

[Ом].

Напряжение короткого замыкания двухобмоточного трансформатора

Напряжение короткого замыкания пар обмоток многообмоточного трансформатора:

……………………

где U₁ берется из задания,

I₁ – из пункта 1.2.1.,

r_к, r_к12, r_к13, … – из пункта 1.2.16.,

x_к, x_к12, x_к13, … – из пункта 1.2.17.

В случае трехфазного трансформатора нужно правые части выражений для e_к%, e_к12%, … умножить на .

1.2.19. Изменение напряжения трансформатора
при нагрузке

Величина относительного изменения напряжения в двухобмоточных трансформаторах большой мощности обычно определяется по формуле:

;

при выводе этой формулы принято допущение , что в мощных трансформаторах с относительно небольшим током холостого хода не вносит большой погрешности в вычисляемую по этой формуле величину ΔU%. В маломощных же трансформаторах, по условиям уменьшения стоимости их, величина намагничивающего тока достигает 40–50% от активной составляющей рабочего тока, поэтому приведенная выше формула для определения ΔU% становится в этом случае весьма неточной. В этих трансформаторах величина ΔU% более точно может быть определена по следующим формулам:

а) двухобмоточный трансформатор

,

б) многообмоточный трансформатор

,

,

………………………………………………………

.

где , , … берутся из задания,

, – из пункта 1.2.1.,

e_а1, e_а2, e_а3, … – из пункта 1.2.16.,

e_s1, , e_s2, e_s3, – из пункта 1.2.17.

Напряжения на зажимах вторичных обмоток трансформатора при номинальной нагрузке:

,

,

………………………..

,

где U₁ берется из задания,

W₁, W₂, W₃, … – из пункта 1.2.5.