Коэффициент полезного действия

Коэффициентом полезного действия (КПД) Тр называют отношение отдаваемой со вторичной обмотки активной мощности к подведённой к первичной обмотке активной мощности

,

где ; ;

– номинальная полная мощность Тр (указывается в паспортных данных); – величины, полученные ранее на основании опытов ХХ и КЗ соответственно; – потери активной мощности в Тр.

При расчёте КПД по записанному выше выражению учитываются потери в обмотках, потери в конструктивных элементах, вызванные полями рассеяния, и магнитные потери от основных потоков. При этом не учитывается изменение вторичного напряжения и основных магнитных потерь в зависимости от нагрузки, т.к. это пренебрежимо мало сказывается на величине КПД.

Дифференцируя зависимость по , получим, что независимо от характера нагрузки КПД достигает максимума при условии

,

т.е. при равенстве постоянных потерь (не зависящих от нагрузки – основных магнитных потерь) и переменных потерь (зависящих от нагрузки – потерь в обмотках).

Рисунок 2.5 – Зависимость КПД от нагрузки при разных значениях

К.п.д трансформаторов уже при приближается к максимальному значению, после чего его изменения очень незначительны в широком диапазоне. Это является весьма ценным свойством, поскольку позволяет обеспечить высокую эффективность их работы при значительных колебаниях нагрузки.

Рассчитать и построить зависимость КПД исследуемого Тр от величины нагрузки для случаев и (рисунок 2.5) и вычислить максимальные значения КПД для указанных случаев.

КПД силовых Тр в номинальном режиме при мощности составляет порядка 0,95–0,99 (большие значения КПД относятся к трансформаторам большей мощности).

Порядок выполнения работы

Схема опыта приведена на рис.3.10, ко вторичной обмотке подсоединена активная нагрузка. Порядок проведения опыта следующий. Трансформатор без нагрузки через автотрансформатор АT подключают к питающей сети с напряжением U₁ и устанавливают значение напряжения U_1X таким, чтобы U_2X= U_2фНОМ. Затем трансформатор загружают равномерно, по всем фазам, постепенно меняя ток I₂ в пределах от (0…1,2) I_2НОМ и поддерживая при этом постоянным напряжение U_1X. В качестве нагрузки используется реостаты R, L, C. Результаты опытов (5…8 точек) заносятся в табл. 3.3.

Посредством изменения сопротивления R (L, C) нагрузки плавно увеличить ток во вторичной обмотке трансформатора до номинального значения, при этом записать показания приборов для 4-6 контрольных точек измерения. Напряжение первичной обмотки поддерживать равным стандартному номинальному напряжению.

Опытные данные занести в таблицу 3.2 и построить внешнюю характеристику трансформатора.

Определить характер нагрузки. Чему будет равен cosφ нагрузки?

В таблице: β = I₂/I_2Н коэффициент нагрузки трансформатора; γ = U₂/U_2Н коэффициент изменения напряжения на вторичной обмотке; P₂= U₂I₂Cosφ₂ активная мощность потребителя электроэнергии.

Рис. 3.10. Схема исследования трансформатора в режиме нагрузки

Таблица 3.3 Данные режима трансформатора под нагрузкой

Активная нагрузка, cos φ2=1,0
U1ф=const, В	I1ф, А	P1, Вт	Q1, Вар	U2ф, В	I2ф, А	P2, Вт	Q2, Вар	β	γ	η	cosφ1
Активно-индуктивная нагрузка, cosφ2=0,8; sinφ2=+0,6
Активно-емкосная, cosφ2=0,8; sinφ2= -0,6

Рис. 3.11 Внешняя характеристика трансформатора U_2ф=f(β), снятая при U_1К=const

Анықталған теңестіруші тоқтарға байланысты тұжырым жасалады:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________