3 Характеристики трансформатора

Векторні діаграми навантаженого трансформатора, що відповідають його основним рівнянням, дозволяють судити про характер зміни коефіцієнта потужності трансформатора від приєднаного навантаження, обумовленого активною потужністю приймачів:

,

а також про вигляд зовнішніх характеристик, що відображають зміну вторинної напруги від вторинного струму при незмінному коефіцієнті потужності приймачів і номінальній первинній напрузі (рис. 7, а, б). Зазначені залежності можна одержати розрахунковим шляхом, якщо відомі параметри схеми заміщення приведеного трансформатора , , , , , , котрі визначають експериментальним методом. Для цього при номінальній первинній напрузі

Рисунок 7 - Характеристика трансформатора:

а) графіки залежності коефіцієнта потужності трансформатора від активної потужності вторинної обмотки; б) графіки залежності вторинної напруги від вторинного струму.

здійснюють дослід холостого ходу, при якому вторинна обмотка розімкнена і струм її (рис. 8, а), і вимірюють струм первинної обмотки і потужність , яка визначає втрати холостого ходу. Це дає можливість знайти вхідний опір трансформатора:

,

який практично дорівнює повному опору оскільки в трансформаторах загального призначення опори і у сотні разів перевищують відповідні значення опорів і . З цієї причини опори , , обчислюють за формулами:

; ; .

Рисунок 8 - Схеми дослідів: а) холостого ходу; б) короткого замикання.

Крім цього здійснюють дослід короткого замикання (рис. 8, б) при зниженій первинній напрузі , яку вибирають так, щоб при закорочених затискачах вторинної обмотки, коли напруга , струм первинної обмотки трансформатора дорівнював номінальному, тобто . При досліді короткого замикання вимірюють струм і потужність , яка визначає втрати короткого замикання. Нехтуючи струмом , можна знайти вхідний опір трансформатора при цьому режимі так:

,

де , , - параметри короткого замикання.

Параметри короткого замикання і визначають за формулами:

; .

Оскільки дослід короткого замикання здійснюють при температурі обмоток , яка відрізняється від номінальної температури , то опір приводять до цієї температури для мідних проводів за формулою:

,

а для алюмінієвих проводів – за аналогічно формулою з заміною числа 235 числом 245.

Тоді повний опір , оскільки індуктивний опір практично не залежить від температури.

Одночасно обчислюють напругу короткого замикання у відсотках

,

яка в трансформаторах номінальної потужності до 2500 кВ·А складає 4,5 … 6,5%, а в більш потужних трансформаторах досягає 10% і вище.

Що стосується опорів первинної обмотки , і опорів вторинної обмотки , приведених до числа витків первинної обмотки, то їх знаходять так:

; .

Маючи параметри схеми заміщення приведеного трансформатора і задаючись різними значеннями повного опору , який характеризує його навантаження, можна при незмінних значеннях напруги , частоти і коефіцієнта потужності приймачів обчислити усі величини, що відображають роботу трансформатора, і побудувати його характеристики.