Практическое занятие № 6 Трансформаторы

Трансформатор – это неподвижное электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования переменного тока и напряжения при той же частоте.

Действующие значения ЭДС первичной и вторичной обмоток по уравнению трансформаторной ЭДС

и

где - амплитуда переменного магнитного потока в магнитопроводе трансформатора;

- частота переменного тока;

- число витков обмоток.

Коэффициент трансформации

Из уравнения трансформаторной ЭДС следует, что , так как .

Поэтому сумма МДС также не зависит от режима работы, т.е.

где - ток холостого режима; и - токи первичной и вторичной обмоток.

Уравнения электрического состояния обмоток

и

где - активные сопротивления проводов обмоток;

- сопротивления от потоков рассеяния обмоток.

КПД трансформатора

где - коэффициент загрузки трансформатора;

- коэффициент мощности нагрузки;

- потери опыта холостого хода;

- потери опыта короткого замыкания;

- номинальная полная мощность трансформатора;

- номинальный ток вторичной обмотки.

КПД у трансформаторов достигает своего максимума

при .

Изменение напряжения вторичной обмотки нагруженного трансформатора , которое связано с активной и реактивной составляющими напряжения короткого замыкания:

,

- напряжение холостого режима;

и - активная и реактивная составляющие напряжения опыта короткого замыкания , определяемые из соотношений

и .

Задача Для трансформатора ТСМ с номинальными данными ; ; ; и способе соединения обмоток определить номинальные токи , , ток холостого режима и сопротивления образной схемы замещения трехфазного трансформатора. Найти коэффициент нагрузки , соответствующий максимальному КПД и максимальный КПД при Определить напряжение при и

Решение В паспорте трехфазных трансформаторов даются номинальная мощность и мощность потерь всех трех фаз; под номинальными напряжениями понимаются линейные напряжения в режиме холостого хода, под номинальными токами – линейные токи независимо от схемы соединения обмоток.

Номинальные токи трансформатора

Ток холостого хода (первичной обмотки)

Схема замещения трехфазных трансформаторов составляется только для одной фазы, поэтому для расчета ее сопротивлений нужно использовать фазные напряжения, токи и мощности.

Фазные напряжения с учетом способа соединений

Фазные токи

,

Активные сопротивления Г- образной схемы замещения трансформатора

Полное сопротивление находим с помощью формулы напряжения короткого замыкания:

Реактивное сопротивление

Полное сопротивление ветви холостого хода (намагничивающего контура)

Реактивное сопротивление

КПД

достигает максимального значения

при

тогда

Активная составляющая напряжения короткого замыкания

Реактивная составляющая

Изменение напряжения при и

Напряжение фазное