1.4. Опыт холостого хода

Холостой ход – режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке

Уравнения напряжений и токов принимают следующий вид:

Магнитный поток в трансформаторе является переменным, поэтому магнитопровод непрерывно перемагничивается, в нем имеются магнитные потери от гистерезиса и вихревых токов, наводимых переменным магнитным потоком в пластинах электротехнической стали.

Ток холостого хода имеет две составляющие: активную обусловленную магнитными потерями, и реактивную , представляющую собой намагничивающий ток,

.

Обычно активная составляющая тока холостого хода невелика, не превышает 10% от тока и поэтому не оказывает заметного влияния на ток холостого хода.

Рис. 1.6

Так как полезная мощность при работе трансформатора на холостом ходу равна нулю, то активная мощность потребляемая в этом режиме, расходуется на магнитные потери в магнитопроводе и на

Рис. 1.7

электрические потери в первичной обмотке

Учитывая, что ток холостого хода обычно не превышает 2-10 % от номинального тока первичной обмотки электрическими потерями можно пренебречь и считать потерями холостого хода магнитные потери в электротехнической стали магнитопровода.

Электрическая схема замещения и векторная диаграмма трансформатора имеют следующий вид (рис. 1.6, 1.7).

Угол , на который вектор результирующего магнитного потока отстает по фазе от тока , называют углом магнитных потерь. Этот угол увеличивается с ростом активной составляющей тока холостого хода т.е. с ростом магнитных потерь в магнитопроводе трансформатора.

1.5. Опыт короткого замыкания

Короткое замыкание – режим работы трансформатора при замкнутой накоротко вторичной обмотке

В условиях эксплуатации, когда к первичной обмотке подведено номинальное напряжение , короткое замыкание является аварийным режимом, представляет большую опасность для трансформатора. Только установившийся ток короткого замыкания превышает номинальный ток в 10-20 раз.

Опыт короткого замыкания не представляет опасности для трансформатора, так как к первичной обмотке подводят пониженное напряжение, при котором токи в обеих обмотках равны номинальным.

Это пониженное напряжение называется номинальным напряжением короткого замыкания и обычно выражают в процентах от номинального

Ранее было установлено, что результирующий магнитный поток в магнитопроводе трансформатора приблизительно пропорционален напряжению первичной обмотки. Следовательно, в опыте короткого замыкания результирующий магнитный

Рис. 1.9

Рис. 1.8

поток в магнитопроводе мал, для его создания требуется настолько малый намагничивающий ток, что им можно пренебречь, и поэтому схема замещения не содержит ветви намагничивания.

Уравнения напряжений и токов принимают следующий вид:

где сопротивление трансформатора при опыте короткого замыкания; активная и реактивная составляющие сопротивления

Электрическая схема замещения и векторная диаграмма представлены на рис. 1.8, 1.9.

Прямоугольный называют треугольником короткого замыкания, а его катеты являются активной и реактивной составляющими напряжения короткого замыкания

Так как при опыте короткого замыкания результирующий поток мал по сравнению с его значением при номинальном напряжении первичной обмотки, то магнитными потерями в магнитопроводе можно пренебречь. Следовательно, активная мощность потребляемая в этом режиме, расходуется на электрические потери в обмотках трансформатора