1.7. Потери мощности и кпд трансформатора

Потери мощности ΔР можно разделить на постоянные и переменные.

Постоянными являются потери в стали магнитопровода . на гистерезис и вихревые токи. Они только от частотыf и амплитуды магнитного потока , а последний не меняется в зависимости от нагрузки трансформатора. Потери в стали определяются опыта х.х., и считают, что.

Переменные потери – это потери в меди трансформатора – , т.е. джоулевы потери на нагрев первичной и вторичной обмотки.

Вводя напряжение коэффициента нагрузки трансформатора:

; (1.23)

=β∙

В номинальном режиме =, т.к.β=1, то обычно определяется из опыта К.З. Таким образом:

ΔР=+=

КПД трансформатора η=, где

- активная мощность, отдаваемая трансформатором потребителю.

- активная мощность, потребляемая трансформатором из сети.

Величину к.п.д. можно определить непосредственно из опыта (прямой путь), замерив ваттметрами и– соответственно. Но прямой путь не всегда удобен и безопасен. Поэтому чаще всего КПД определяют косвенным путем, используя данные х.х. и К.З.

Выведем расчетную формулу для КПД:

η=

Используя коэффициент нагрузки: β=

КПД для любой нагрузки: η=.

Для номинального режима β=1: η=

Максимальный КПД наступает при β'=

Тогда =.

η=-формула максимального КПД.

Примерный вид кривой КПД:

Снижение кривой КПД после достижения мах объясняется резким ростом потерь в меди. Обычно КПД крупных трансформаторов находится в пределах 96-99%. КПД мелких (сотни ватт) – 50-70%.

1.8. Трехфазные трансформаторы

При малой и средней мощности экономичнее трехфазный трансформатор.

Свыше 6300 кВт – применяется группа трех однофазных трансформаторов (при очень большой мощности). Она легче трансформируется и в резерве достаточно иметь 1/3 установленной мощности.

Трехстержневые трехфазные трансформаторы имеют некоторую несимметрию намагничивающих токов. Для крайних стержней несколько больше, чем для средних. В режиме нагрузки эта несимметрия значительно не сказывается.

; .

Если возрастает , то и увеличивается.

Принята определенная маркировка для трансформаторов: В.Н: А-X; B-Y; C-Z.

Н.Н.: a-x; в-y; с-z.

Обмотки, как первичные, так и вторичные, могут быть соединены как в ''звезду'', так и в ''треугольник''. Поэтому существует четыре основных способа соединения обмоток.

У трехфазных трансформаторов принято различать коэффициенты трансформации фазный и линейный, и.

–не зависит от способа соединения обмоток.

–различны для различных способов соединения обмоток.

Звезда/звезда: =.

Звезда/треугольник: =.

Треугольник/треугольник: =

Треугольник/ звезда: =.

=.

Кроме способа соединения, 3-х фазные трансформаторы различаются группой соединения обмоток. Группа соединения может быть от 1 до 12-ой.

Мнемонически группа соединения связана с положением часовой и минутной стрелкой циферблата часов.

Группа соединения указывает путь угол сдвига между векторами линейных напряжений I-го и II-го. Если, например, гр. 12, то:

В СССР приняты только 11 и 12 группы. Учитывая способ соединения и их группу, в СССР встречаются трансформаторы типа:

По группам судят о возможности параллельной работы трансформаторов.