Дослідження холостого ходу та короткого замикання

Дослідження холостого ходу проводять в наступній послідовності: первинну обмотку вмикають в джерело на номінальну напругу, а вторинну обмотку залишають розімкненою. При цьому струм в первинній обмотці І0, а у вторинній обмотці І2 = 0 (рис.2.1.5,а).

image002

Рис.2.1.5. Схеми ввімкнення однофазних трансформаторів при дослідах

холостого ходу (а) і короткого замикання (б)

Амперметр А в первинному колі дає можливість визначити струм холостого ходу І0, який прийнято вимірювати в процентах від номінального струму І1ном в первинній обмотці:

і0 = (І01ном) 100. (2.1.29)

В трансформаторах великої та середньої потужності і0 = (2 ¸ 10) %, а в трансформаторах малої потужності (менше 200-300 В×А) може досягати 40% і більше.

Струм холостого ходу І0 разом з реактивною складовою І, яка наводить в магнітопроводі головний магнітний потік, має активну складову І, яка обумовлена магнітними втратами в магнітопроводі трансформатора. Використання якісних електротехнічних сталей з невеликими питомими втратами сприяє зменшенню активної складової струму холостого ходу до значення, що не перевищує 10%, тобто І £ 0,1І0. Результуючий струм холостого ходу, А,

І0 = image004 (2.1.30)

Якщо струм холостого ходу І0, отриманий дослідним шляхом, набагато перевищує значення, вказане в каталозі на досліджуваний тип трансформатора, то це свідчить про несправність трансформатора: наявність короткозамкнених витків в обмотках; порушення електричної ізоляції між деякими пластинами (полосами) магнітопроводу.

При дослідженні холостого ходу U20 = Е2 та U1 » E1, тому, використовуючи показники вольтметрів V1 і V2, можна з необхідною точністю визначити коефіцієнт трансформації k = U1/U20.

Ватметром W в первинному колі трансформатора вимірюють потужність Р0, що використовується трансформатором в режимі холостого ходу. В трансформаторах потужністю 200-300 В×А електричні втрати в первинній обмотці внаслідок невеликої величини струму І0 невеликі, тому вважаємо потужність холостого ходу рівною магнітним втратам, тобто Р0 = Рм (див.2.1.4).

Дослідження короткого замикання виконують слідуючим чином. Вторинну обмотку трансформатора замикають накоротко (рис.2.1.5,б), а до первинної обмотки підводять понижену напругу короткого замикання U1 = Uк, при якій струм короткого замикання в первинній обмотці дорівнює номінальному значенню, тобто І = І1ном. Напругу короткого замикання прийнято виражати в процентах від номінальної напруги U1ном:

uк = (Uк/U1ном)100 (2.1.31)

Як правило uк = (5 ¸ 12) %.

Магнітний потік Фmax пропорційний напрузі U1 [див.(2.1.18)], але, так як напруга короткого замикання не перевищує 5-12% від U1ном, то для створення головного магнітного потоку при дослідженні короткого замикання вимагається настільки мала величина намагнічувального струму, що нею можна знехтувати. Виходячи з цього, прийнято вважати магнітні втрати при дослідженні короткого замикання рівними нулю, а використовувану потужність короткого замикання Рк рівною потужності електричних втрат трансформатора (див.2.1.4) при номінальному навантаженні трансформатора (Рк = Ре.ном).

Коефіцієнт потужності при дослідженні короткого замикання

cos jк = Рк / (UкІ1ном). (2.1.32)

Таким чином, дослідження холостого ходу та короткого замикання дають можливість експериментально визначити ряд важливих параметрів трансформатора: І0, Р0 = Рм, uк, Рк = Ре.ном, використовуючи які за (2.1.28) можна визначити ККД трансформатора.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики”

Оставьте комментарий к статье