3.2 Опыт короткого замыкания

Электрическая схема трансформатора в режиме короткого замыкания и его схемы замещения приведены, соответственно, на рисунках 3, 4 и 5.

Рисунок 3 – Схема опыта при коротком замыкании трансформатора

По показаниям приборов при пониженном напряжении можно определить модуль полного сопротивления к.з., а также его активную и реактивную составляющие. Сопротивления рассчитываются по формулам:

; (7)

; (8)

. (9)

где – напряжение к.з., В;

– Номинальный ток первичной обмотки , а;

– мощность, потребляемая из сети при к.з., Вт;

– полное сопротивление к.з., Ом;

– полное приведенное сопротивление вторичной обмотки, Ом;

– активная составляющая сопротивления к.з., Ом;

– активная составляющая приведенного сопротивления вторичной обмотки, Ом;

– реактивная составляющая сопротивления к.з., Ом;

– реактивная составляющая приведенного сопротивления вторичной обмотки, Ом.

В опыте короткого замыкания первичное напряжение трансформатора постепенно повышают до величины, при которой первичный ток становится равным номинальному. Напряжение, подведенное к первичной обмотке, при котором первичный ток достигает своего номинального значения, при замкнутой накоротко вторичной обмотке, называется напряжением короткого замыкания. Его величину выражают в процентах от номинального первичного напряжения:

. (10)

Активная и реактивная составляющие напряжения к.з. могут быть рассчитаны по формулам, соответственно:

или ; (11)

или . (12)

Величина коэффициента мощности при к.з. рассчитывается по фор-муле:

, (13)

где – ток при коротком замыкании, А.

При таком подводимом напряжении индукция в магнитопроводе незначительна, ток холостого хода и потери в стали очень малы. Для этого режима вполне справедлива упрощенная схема замещения (рисунок 5).

Мощность, потребляемая из сети при номинальном токе, идет на компенсацию электрических потерь в обмотках трансформатора P_KH. Это можно записать в виде:

(14)

3.3 Расчет параметров схемы замещения трансформатора

По данным опытов х.х. и к.з. определяются параметры схемы замещения по формулам:

; ; ; (15)

; ; . (16)

Рисунок 4 – Полная схема замещения трансформатора при к.з.

Рисунок 5 – Упрощенная схема замещения трансформатора при к.з.

3.4 Работа трансформатора под нагрузкой

На рисунке 6 приведена электрическая схема трансформатора с подключенной нагрузкой. В данной лабораторной работе нагрузка активная. На рисунке 7 приведена схема замещения трансформатора с нагрузкой. Система векторных уравнений для первичного и вторичного напряжений имеет следующий вид:

; (17)

.

Без учета цепи намагничивания, выражение для можно записать так:

(18)

Рисунок 6 – Электрическая схема трансформатора с нагрузкой

Рисунок 7 – Схема замещения трансформатора с нагрузкой