5.Опыт к.З.

Опыт к.з. такой режим при котором при замкнутой накоротко вторичной обмотке, к превичной подводится пониженное напряжение, постепенно повышающееся посредством регулятора напряжения до значения U_K, при котором токи к.з. в обмотках становятся равными номинальным токам I_1К=I_1Н и I_2К=I_2Н.

Напряжение, при ко­тором токи в обмотках трансформатора при опы­те равны номинальным значениям, называют но­минальным напряжением короткого замыкания и обычно выражают в % от U_1Н.

=(5-10)%U_1Н

Целью опыта является снятие характеристик I_1К, соs_К, Р_К в функции от U_K.

Схема для снятия характеристик. Т.к. магнитный поток в магнитопроводе пропорционален первичному напряжению, то он составляет небольшую величину. Для создания такого магнитного потока требуется малый намагничивающий ток величиной которого можно пренебречь.

Уравнения напряжений и токов:

U_k=I_1k(r₁+r₂’)+jI_1k(x₁+x₂’)

U’₂=0

I_1k= -I_2k’

Коэффициент мощности остается постоянным, т.к. в режиме к.з. магнитная система тр – ра не насыщена и все параметры остаются постоянными. С ростом U_1K потери к.з. растут в квадратичной зависимости от напряжения. Ток к.з. растет линейно. Условия при которых снимаются характеристики f=const, U₂=0, Z_Н=0.

6.Работа силового “транса” при симметричной нагрузке

Уравнения напряжений и токов:

В данной схеме U₁, I₁, r₁, x₁ – напряжение, ток, активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки. U₂’, I₂’, r₂’, x₂’ – приведенные напряжение, ток, активное и индуктивное сопротивления вторичной обмотки. I₀, r₀, x₀ – ток, активное и индуктивное сопротивления взаимоиндукции намагничивающего контура.

Векторные диаграммы для а) активно-индуктивной б) активно-емкостной нагрузках. Строится для одной фазы по основным ур – ям транса. При построении считаем что все величины необходимые для построения заданы. Вектор I₀ опережает по фазе Ф на угол , Е₁ и Е₂ отстают по фазе от Ф на 90 град. При акт. – инд. нагрузке вектор I’₂ отстает по фазе от Е’₂ на .

Под внешней характеристикой понимается зависимость напряжения на выводах вторичной обмотки от тока этой обмотки при условии что cos,U₁, f₁ const. Здесь Е₂₀ ЭДС вторичной обмотки при х.х. При нагрузке транса появляется ток во вторичной обмотке и увеличивается ток в первичной. Эти токи вызывают падение напряжения в результате чего напряжение U₂ будет изменяться. Изменение вторичного напряжения зависит от характера нагрузки. При активно-индуктивной нагрузке с ростом I₂ напряжение уменьшается.

7.Работа силового транса при симметричной нагрузке

Векторная диаграмма нагруженного трансформатора наглядно показывает соотношение между параметра­ми трансформатора. Из-за сложности эта диаграмма не может быть использована для практических расчетов. Для упрощения диаграммы и придания ей практического значения в силовых трансформаторах, работающих с нагрузкой, близкой к номиналь­ной, пренебрегают током х.х. и считают, чтоI₁=-I₂’. Упрощенная векторная диаграмма строится для определения вторичного напряжения.

При построении считаем что нам известно U₁, I₁, cos=r_H’/Z_H’ и U_k, U_ka, U_kp. Из т.О радиусом ОА=U₁ проводим окружность, затем из т.О проводим луч U₂’ под углом к оси ординат. Треугольник к.з. пристраиваем к оси абсцисс. Затем сторону этого треугольника А’С’ переносим параллельно самой себе так, чтобы один её конец касался окружности а другой лучаU₂’. Тогда проведя ОА получим вектор U₁, а отрезок ОС дает вектор -U₂’.

Уравнения напряжений и токов для упрощенной схемы замещения:

Здесь=I₂/I_2ном – коэффициент нагрузки. Снимается при U₁=U_ном , f₁=f_ном, cos=const.

КПД тр-ра определя­ется как отношение активной мощности на выходе вторичной обмотки Р2 (полезная мощность) к активной мощности на входе первичной обмотки P1 (подводимая мощность):

Активная мощность на выходе вторичной обмотки трехфаз­ного трансформатора

где Sном - номинальная мощность трансформа­тора. Учитывая, что P1 = Р₂+Р, получаем выражение для расче­та КПД трансформатора:

Анализ выражения показывает, что КПД тра-ра зависит как от величины (), так и от характера (cos(2)) нагрузки. Мах. значение КПД соответствует нагрузке, при кото­рой магнитные потери равны электрическим: Роном = ²Рк.ном, от­сюда значение коэффициента нагрузки, соответствующее мах. КПД,