Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электротехника.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
28.10.2018
Размер:
3.33 Mб
Скачать

6.5 Мощность потерь в трансформаторе

Отношение активной мощности

Р2 на выходе трансформатора к

активной мощности

Р1 на входе

Р2 / P1 или % Р2 / P1 100 %

называется коэффициентом полезного действия трансформатора. Коэффи-

циент полезного действия трансформатора зависит от режима работы.

При номинальных значениях напряжения

U1 U1Н

и тока

I1 I1Н

на первичной обмотке трансформатора и коэффициенте мощности прием-

ника

cosϕ 2 >0,8 коэффициент полезного действия очень высок и у мощных

электрических трансформаторов превышает 99 %.

145

По этой причине не применяется прямое определение коэффициента полезного действия трансформатора на основании непосредственного из-

мерения мощностей

Р1 и

Р2 , так как для получения удовлетворительных

результатов нужно было бы измерять мощности

Р1 и

Р2 с очень высокой

точностью (свыше 1 %), что практически трудно получить.

Но относительно просто можно определить коэффициент полезного действия методом косвенного измерения, основанного на прямом измере-

нии мощности потерь в трансформаторе.

Так как мощность потерь

действия трансформатора

P P1 P2 , то коэффициент полезного

P2

P1 P 1 P 1

P .

P2 P P1

P1 P2 P

Мощность потерь в электрических трансформаторах равна сумме

мощностей потерь в магнитопроводе

Рс (потери в стали) и в проводах об-

моток РM

(потери в меди).

При номинальных значениях первичных напряжений U1 U1н

и тока

I1 I1н

мощности потерь в магнитопроводе и проводах обмоток практиче-

ски равны активным мощностям трансформатора в опытах холостого хода и короткого замыкания соответственно.

6.6 Автотрансформаторы

В ряде случаев при передаче электроэнергии требуется соединить через трансформатор электрические цепи, отношение номинальных на- пряжений которых не превышает два, например цепи высокого напряже- ния 110 и 220 кВ.

В подобных случаях экономически целесообразно вместо электро-

трансформатора применить автотрансформатор, так как его коэффициент полезного действия выше, а габариты меньше, чем у электротрансформа- тора той же номинальной мощности.

Автотрансформатор отличается от электротрансформатора тем, что

имеет лишь одну обмотку – обмотку высшего напряжения, а обмоткой низшего напряжения служит часть обмотки высшего напряжения (рису- нок 6.6).

Обмотка высокого напряжения автотрансформатора может быть первичной (рисунок 6.6,а) и вторичной (рисунок 6.6,б).

Напряжения и токи автотрансформатора связаны теми же прибли-

женными соотношениями, что и в электротрансформаторе, если пренеб-

речь резистивными сопротивлениями обмоток ( r1 r2

 0 ) и индуктивны-

ми сопротивлениями потоков рассеяния ( xLS1 xLS 2

0 )

146

U1 w1

U 2 w2

I1 .

I 2

Ток в общей части обмотки равен разности первичного ного токов (рисунок 6.6).

I&1

и вторич-

Если коэффициент трансформации лишь немного отличается от еди-

ницы, то действующие значения токов

I 2 и

I1 , и их фазы почти одинаковы

и их разность ( I 2 - I1 ) мала по сравнению с каждым из них.

Поэтому общую часть первичной и вторичной обмоток можно сде- лать из значительно более тонкого провода, то есть стоимость обмотки ав- тотрансформатора меньше, чем обмоток электротрансформатора и для ее размещения требуется меньше места.

Расчетная полная мощность общей части обмотки автотрансформа-

тора

S U 2 I 2 I1  ≈ U 2 I 2 1 − w2 / w1 .

Расчетная полная мощность остальной части обмотки

S I1 U1 U 2 U1 I1 1 w2 / w1 .

А так как приближенно U 2 I 2 U1 I1 , то

S' S" Sат .

Расчетная полная мощность каждой из обмоток обычного трансфор-

матора

ST I 2U 2

U1 I1 .

Следовательно, при одной и той же полной мощности в сопротивле- нии нагрузки получается следующее соотношение между расчетными пол- ными мощностями автотрансформатора и электротрансформатора

S AT

SЭТ

1 w2 ,

w1

то есть чем меньше различаются числа витков

w2 и

w1 (коэффициент

трансформации форматор.

К близок к единице), тем выгоднее применять автотранс-

147

. .

I1 I2

. .

I2

. w1

I1

w2 .

U U

1 w w 2

. 2 . . .

U U

1 . .

I1 I2 2 1

I1 I2

a) б)

Рисунок 6.6 – Схема автотрансформаторов с первичной обмоткой высшего напряжения (а) и первичной обмоткой низ- шего напряжения (б)

Так как первичная и вторичная цепи автотрансформатора электриче- ски соединены, то при высоком напряжении на первичной стороне и большом коэффициенте трансформации (например, К =6000 В/220 В), при пользовании вторичным напряжением необходимо принимать дополни- тельные меры к обеспечению безопасности и усилению изоляции вторич- ной электрической цепи.

Широкое применение находят лабораторные маломощные авто-

трансформаторы (ЛАТРы), позволяющие изменениям положения точки а

(рисунок 6.6.) регулировать вторичное напряжение.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.