Опыт короткого замыкания.

При коротком замыкании вторичной обмотки сопротивление трансформатора очень мало и ток короткого замыкания во много раз больше номинального. Такой большой ток вызывает сильный нагрев обмоток трансформатора и приводит к выходу его из строя. Поэтому трансформаторы снабжаются защитой, отключающей его при коротких замыканиях.

При опыте короткого замыкания вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко, т. е. напряжение на зажимах вторичной обмотки равно нулю. Первичная обмотка включается в сеть с таким пониженным напряжением, при котором токи в обмотках равны номинальным. Такое пониженное напряжение называется напряжением короткого замыкания и выражается в процентах от номинального значения u_к, %.

По данным опыта короткого замыкания определяется напряжение короткого замыкания u_к, его активная u_а и реактивная u_х составляющие, потери на нагревание обмоток трансформатора Ро6м при номинальной нагрузке и активное, реактивное и полное сопротивления трансформатора при коротком замыкании R_K, X_K и Z_K.

Потери Робм в обмотках измеряются ваттметром.

Активное, реактивное и полное сопротивления короткого замыкания трансформатора определяются следующими выражениями:

Z_K = U_K/I; R_K = P_K/I²; X_K =√(Z_K² - R_K²),

где U_K, I и Рк - напряжение, ток и мощность, указываемые измерительными приборами, включенными в цепь первичной обмотки трансформатора.

При испытании трехфазного трансформатора следует в приведенных выше выражениях подставить фазные значения напряжения, тока и мощности.

Напряжение короткого замыкания и его активная и реактивная составляющие равны:

u_a% = (I_HR_K/U_H) 100;

u_P% = (I_HX_K/U_H) 100

u_K% = (I_HZ_K/U_H) 100,

где U_H и Iн — номинальные напряжение и ток первичной обмотки трансформатора.

Внешняя характеристика трансформатора.

Под внешней характеристикой понимается зависимость выходного напряжения от тока нагрузки с учетом его характера (активная - R, активно- емкостная - RC, активно – индуктивная - RL).

Кпд трансформатора.

КПД трансформатора – это отношение активной (полезной) мощности в нагрузке к потребляемой (активной) мощности трансформатора, т.е.

где,

Pмаг = Pгист + Рвих.ток - потери в магнитопроводе трансформатора. Они являются постоянными потерями, не зависящими от тока нагрузки, и включают в себя два вида потерь: потери на “гистерезис” (перемагничивание сердечника трансформатора) и потери на “вихревые” токи (круговые токи Фуко, перпендикулярные направлению основного магнитного потока).

Роб = I₂² ∙ Rоб - потери в обмотках трансформатора

Параллельная работа трансформаторов.

Для увеличения мощности трансформаторы включают параллельно. Существуют условия параллельного включения трансформаторов:

1. Трансформаторы должны иметь одинаковые значения напряжения “холостого хода” или коэффициенты трансформации. При несоблюдении этого условия возникает уравнительный ток (I_УР), обусловленный разностью вторичных напряжений ΔU,

где Rвн1, Rвн2 – внутренние сопротивления трансформатора. При этом трансформатор с более высоким вторичным напряжением “холостого хода” оказывается перегруженным.

2. Трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединений. Если это условие не выполняется, то появляется уравнительный ток, обусловленный разностной ЭДС трансформатора:

3. Трансформаторы должны иметь одинаковые значения напряжения короткого замыкания. Трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания перегружается.