Опыт короткого замыкания трансформатора

Опытом короткого замыкания называется испытание трансформатора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном токе первичной обмотки. Схема для проведения опыта короткого замыкания приведена на рис. 11.3. Опыт проводится для определения номинального значения тока вторичной обмотки, мощности потерь в проводах и падения напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора.

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru

При коротком замыкании цепи вторичной обмотки, ток в ней ограничивается только малым внутренним сопротивлением этой обмотки. Поэтому, даже при относительно небольших значениях ЭДС Е2, ток I2 может достигнуть опасных величин, вызвать перегрев обмоток, разрушение изоляции и выход трансформатора из строя. Учитывая это, опыт начинают при нулевом напряжении на входе трансформатора, т.е. при опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru . Затем постепенно увеличивают напряжение первичной обмотки до значения опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru , при котором ток первичной обмотки достигает номинального значения. При этом ток вторичной обмотки, измеренный по амперметру А2 , принимают равным номинальному. Напряжение опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru называют напряжением короткого замыкания.

Величина напряжения первичной обмотки в опыте короткого замыкания опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru мала и составляет 5 ¸ 10% от номинального. Поэтому и действующее значение ЭДС вторичной обмотки Е2 составляет 2 ¸ 5%. Пропорционально значению ЭДС уменьшается магнитный поток, а значит и мощность потерь в магнитопроводе - Рс . Отсюда следует, что показания ваттметра в опыте короткого замыкания, практически определяют только потери в проводах Рпр, причем:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru . (11.3)

Выразим ток I через приведенный ток опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru :

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru .

Учтем, что опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru , а также что опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru .

Тогда выражение (11.3) перепишем в виде:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru , (11.4)

где RК - активное сопротивление трансформатора в режиме короткого замыкания, причем:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru . (11.5)

Значение активного сопротивления трансформатора позволяет рассчитать его индуктивное сопротивление:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru .

При точном расчете нужно учитывать, что RК зависит от температуры. Поэтому полное сопротивление трансформатора определяют приведенным к температуре 750С, т.е.:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru .

Теперь легко определить падение напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора - опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru :

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru .

На практике пользуются приведенным значением UК, в процентах, обозначая его звездочкой, т.е.:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru . (11.6)

Это значение приводят на паспортном щитке трансформатора.

Знание внутреннего сопротивления трансформатора позволяет представить его схему замещения в виде рис.11.4. Векторная диаграмма, соответствующая этой схеме приведена на рис. 11.5.

Векторная диаграмма позволяет определить уменьшение напряжения на выходе трансформатора D U за счет падения напряжения на его комплексном сопротивлении. Величина D U определяется как расстояние между прямыми, выходящими из точек начала и конца вектора опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru и параллельными оси абсцисс. Из диаграммы видно, что эта величина складывается из катетов двух прямоугольных треугольников, гипотенузы которых опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru и опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru , а острые углы равны j2.

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru

Поэтому:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru .

На практике пользуются относительной величиной DU, в процентах, обозначенной звездочкой, т.е.:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru . (11.7)

Для мощных трансформаторов (SH> 1000 В×А) опыт короткого замыкания может служить для контроля коэффициента трансформации. Для таких трансформаторов в режиме короткого замыкания током холостого хода можно пренебречь, считая:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru .

Поэтому:

опыт короткого замыкания трансформатора - student2.ru . (11.8)

Последнее выражение тем точнее, чем больше мощность трансформатора. Однако оно не приемлемо для маломощных трансформаторов.

Наши рекомендации