О

После изготовления трансформаторов проводят их испытания с помощью опытов холостого хода (х.х.) и короткого замыкания (к.з.). На рис. 1 дана схема опыта холостого хода. В этом случае вольтметры показывают напряжения первичной и вторичной обмотки U₁и U₂.

Амперметр, включенный в цепь первичной обмотки, измеряет ток холостого хода - Iхх. Ваттметр измеряет мощность потерь холостого хода - Рхх. По данным опыта холостого хода определяют коэффициент трансформации n, коэффициент мощности cos φ и другие данные.

Мощность, подводимая к трансформатору при холостом ходе, идет на покрытие потерь холостого хода. Так как ток холостого хода Iхх мал, то потерями мощности на нагрев первичной обмотки, можно пренебречь и считать, что мощность, потребляемая трансформатором при холостом ходе, идет на покрытие потерь в стали сердечника (потери на гистерезис и вихревые токи).

И так опытом х.х. можно определить:

1. Ток холостого хода – с помощью …;

2. Потери в стали сердечника – с помощью …;

3. Коэффициент трансформации – с помощью …

ПЫТ ХОЛОСТОГО ХОДА.

Опыт 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).

З ажимы 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.'

Обмотки 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.