О пыт короткого замыкания.

Е сли подключить первичную обмотку трансформатора к напря­жению сети, а зажимы его вторичной обмотки замкнуть накоротко, то это приведет к опасному явлению короткого замыкания трансформатора. Токи короткого замыкания выделяют большое количество тепла в обмотках, что может привести к повреждению изоляции обмоток. Механические усилия, возникающие в обмотках трансформатора при коротких замыканиях, могут иногда привести к разру­шению обмоток.

Если же зажимы вторичной обмотки трансформатора замкнуть накоротко, а первичную обмотку подключить к пониженному напряжению, чтобы ток короткого замыкания I_К.З. был бы равен номинальному току I_ном, то при этом с трансформатором ничего опасного не произойдет. Этот опыт называется опытом короткого замыкания. Напряжение, под которое включается первичная обмотка трансформатора при опыте короткого замыкания, составляет несколько процентов от номинального напряжения этой обмотки и называется напряжением короткого замыкания; обозначается U _К.З.

Силовые трансформаторы имеют напря­жение короткого замыкания, равное 5—10%.

На рис. 2 дана схема опыта короткого замыкания. Вольтметр, включенный в цепь первичной обмотки, показывает напряжение короткого замыкания U_КЗ. Амперметры измеряют номинальные токи первичной и вторичной обмоток I_1nom и I_2nom. Ваттметр измеряет мощность потерь при коротком замыкании Р_КЗ.

Выше было сказано, что магнитный поток трансформатора пропорционален величине напряжения первичной обмотки трансформатора.

При опыте короткого замыкания магнитный поток в сердечнике мал, так как напряжение короткого замыкания во много раз меньше номинального напряжения. Поэтому потерями в стали в этом случае можно пренебречь и считать, что мощность при этом опыте идет на покрытие потерь в обмотках трансформатора.

По данным опыта короткого замыкания определяют коэффициент мощности при коротком замыкании cos φ, активные и реактивные сопротивления обмоток .

В трансформаторе имеют место потери. Они слагаются из потерь в обмотках и потерь в стали сердечника. Потери в обмотках трансформатора называются также электрическими потерями. Они пропорциональны квадрату тока. Электрические потери определяют по показаниям ваттметра из опыта короткого замыкания. Потери в стали, называемые также магнитными потерями, зависят от частоты сети и величины магнитной индукции. Магнитные потери определяют по показаниям ваттметра из опыта холостого хода трансформатора.

Общие потери Δ Р равны сумме электрических Рэ и магнитных Рм потерь: Δ Р =Рэ+ Рм

Коэффициентом полезного действия трансформатора (η) называется отношение активной мощности вторичной обмотки Р₂ к мощности первичной обмотки Р_{1 .} К.п.д. трансформаторов высок и может достигать 98-99%

Трехфазные трансформаторы.

И зобретателем трехфазного трансформатора является М. О. Доливо-Добровольский, который впервые использовал трехфазный трансформатор в 1891 г. для постройки линии передачи электрической энергии.

Трехфазные трансформаторы имеют сердечник, состоящий из трех соединенных ярмом стержней, на которых помещены обмотки (рис. 1).

Зажимы обмоток высшего напряжения обозначаются большими буквами: А, В, С—начала обмоток и X, У, Z - концы. Зажимы обмоток низшего напряжения обозначаются малыми буквами а, в, с - начала обмоток, х,у,z — концы их. Выведенные нулевые точки обозначаются буквами О и о.'

О бмотки высшего и низшего напряжений могут быть соединены в звезду и в треугольник. Соединение обмоток трехфазных трансформаторов в звезду обозначается знаком Y, а в треугольник — Δ; если обмотки соединены в звезду и имеют выведенную нулевую точку, то такое соединение обозначается Y о.

На рис. 2 приведены стандартные схемы соединения трехфазных трансформаторов. В третьем столбце приведено условное обозначение схем соединения обмоток трехфазных трансформаторов, где знак над чертой показывает схему соединения обмоток высшего напряжения; знак под чертой - схему соединения обмоток низшего напряжения.

Из рассмотрения стандартных схем видно, что обмотки высшего напряжения соединены в звезду, так как при соединении обмоток в звезду фазовое напряжение меньше линейного в √ 3 раз и проще изоляция обмоток, чем при соединении в треугольник. Обмотки низшего напряжения чаще соединяют в треугольник, так как при таком соединении трансформатор менее чувствителен к неравномерности нагрузки фаз. При равномерной нагрузке в фазах полезная мощность Р₂, отдаваемая трехфазным трансформатором в сеть, равна:

P₂=√3·U₂·I₂·cosφ₂

где U₂ и I₂— линейные напряжение и ток вторичной цепи.