§ 85. ВИЗНАЧЕННЯ РОБОЧИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТРАНСФОРМАТОРІВ ЗА ДАНИМИ ДОСЛІДІВ холостого ходу І короткого замикання
Властивості трансформатора при роботі його під навантаженням можуть бути визначені безпосереднім його випробуванням. Якщо вклю-чити трансформатор на будь-яку навантаження і змінити її, то за показниками приладів можна визначити, яким чином буде змінюватися напруга на затискачах вторинної обмотки і к. П. Д. Трансформатора. Однак при випробуванні трансформатора під на-вантаженням відбувається дуже велика витрата електроенергії (тим більший, чим більша потужність трансформатора), і для створення активної, індуктивної та ємнісної навантажень необхідно дуже гро-моздкое обладнання (реостати, індуктивні котушки і кон-денсатори). Крім цього, безпосереднє випробування трансфор-матора дає дуже неточні результати.
Всі робочі властивості трансформатора можуть бути визначені за даними дослідів холостого ходу і короткого замикання. При цьому потрібно порівняно мала витрата енергії і відпадає потреба в громіздкому нагрузочном обладнанні, крім того, таке визначення робочих властивостей дає високу точність.
При досвіді холостого ходу вимірюють напругу первинної і вторинної обмотки 171 і U2, струм холостого ходу / 0 і споживану при холостому ході потужність Р0, яка витрачається на покриття втрат в стали муздрамтеатру, т. Е. РСТ = Ро.
При дослідженні короткого замикання вимірюють напругу короткого замикання UK. силу струму первинної обмотки, що дорівнює номінальній Iн, і потужність Рк, споживану трансформатором при досвіді короткого замикання і витрачається на покриття втрат в обмотках при номінальному навантаженні, т. е. Робм = РК.
За даними випробування короткого замикання визначаються опору-тивление (повне, активний і реактивний) трансформатора при короткому замиканні zK. rK і хК. а також напруга короткого замикання Uк і активна uа і реактивна UХ складові напря-вання короткого замикання.
При випробуванні трифазного трансформатора все величини визначаються для однієї фази.
За даними дослідів холостого ходу і короткого замикання можна знайти напруга на затискачах вторинної обмотки і к. Трансформатора при будь-якому навантаженні.
Відсоткове зниження вторинної напруги при будь-вивантаження одно:
I- сила струму при обраної навантаженні.
Напруга вторинної обмотки при навантаженні
де U20 - напруга при холостому ході.
Таким чином, напруга вторинної обмотки залежить не толь-ко від величини, але і від характеру навантаження.
При індуктивному характері навантаження напруга знижується з ростом навантаження в більшій мірі, ніж при чисто активної. При місткості характері навантаження відбувається підвищення напря-вання з ростом навантаження.
Приклад. Напруга вторинної обмотки трансформатора при холостому ході U20 = 400 в. Визначити вторинна напруга при номінальному навантаженні Iн і cos # 966; 2 = 1 (чисто активне навантаження), cos # 966; 2 = 0,8 (для активно-індуктивному і активно-ємнісний навантаження), якщо напруга короткого замикання і його ак-тивна складова рівні:
Р і ш е н і е. Реактивна складова напруги короткого замикання трансформатора
Відсоткове зниження напруги
При активному навантаженні # 8710; u% = 2,5x1 + 0 = 2,5%
При активно-індуктивному навантаженні
При активно-ємнісний навантаження
Напруга вторинної обмотки при активному навантаженні
при активно-індуктивному навантаженні
і при активно-ємнісний навантаження
Коефіцієнтом корисної дії (к. П. Д.) Або віддачею трансформатора називається відношення корисної потужності трансформатора Р2 до потужності, споживаної їм із мережі джерела електричної енергії Р1. т. е.
Споживана потужність P1 буде завжди більше корисної потужності Р2. так як при роботі трансформатора відбувається втрата перетворюється їм енергії. Втрати в трансформаторі складають-ся з втрат в стали муздрамтеатру Рст і втрат в обмотках Pоб.
Таким чином, споживану трансформатором потужність можна визначити наступним вираженням:
Корисну потужність трансформатора знаходять наступним обра-зом:
Отже, к. П. Д. Можна визначити наступним вираженням:
для однофазного трансформатора
для трифазного трансформатора
Найбільший к. П. Д. Трансформатора буде при навантаженні, для якої втрати в сталі дорівнюють втратам в обмотці. У сучасних трансформаторів к. П. Д. Дуже високий і досягає при повній на-вивантаження 95-99,5%.
На практиці к. П. Д. Трансформатора визначається по наведено-ної вище формулою для будь-якого навантаження Р2.
Задаються корисною потужністю Р2. наприклад 0, 25, 50, 75, 100, 125% номінальної потужності, і для кожної з обраних мощ-ностей визначають втрати в трансформаторі.
Втрати в стали муздрамтеатру Рст залежать від марки стали, з якої виконаний сердечник, від частоти струму мережі і магнітної індукції в осерді. Так як частота струму мережі і магнітна індукція залишаються незмінними при роботі трансформатора, то і втрати в стали не залежать від навантаження і залишаються постійними.
Втрати в обмотках витрачаються на нагрівання провідників цих обмоток протікають по ним струмами і пропорційні току в другому ступені. Таким чином, при навантаженні 0,5 від номінальної струми в обмотках будуть удвічі, а втрати в обмотках в чотири паза меншими, ніж при номінальному навантаженні.
Приклад. Трансформатор потужністю Р2 = 50 ква має втрати в сталі Pст = 350 Вт і втрати в обмотках при повному навантаженні (100%) робном = тисячі триста двадцять п'ять пн. Визначити коефіцієнт корисної дії при навантаженнях 100%, 75%, 50% і 25% номінальної, вважаючи навантаження чисто активної (cos # 966; = 1).
Рішення: При повному навантаженні корисна потужність трансформатора
к. п. д. при повному навантаженні
При навантаженні 0,75 Р2 корисна потужність Р2 = 0,75-50 000 =: 37 500 вт, втрати обмотках Pоб = (0,5 2 x Pобн = (0,75) 2 x1325 = 694 Вт і до. П. Д.
При навантаженні 0,5 Р2 корисна потужність P2 = 0,5 x 50 000 = 25 000 вт, втрати в обмотках Роб = 0,5 2 х 1325 = 331 Вт і до. П. Д.
При навантаженні 0,25 Р2 корисна потужність P2 = 0,25 x 5000 = 12 500 вт, втрати в обмотках Роб = (0,25) 2 х 1325 = 183 Вт і до. П. Д.