[Править]Режим короткого замыкания
В режиме короткого замыкания, на первичную обмотку трансформатора подается переменное напряжение небольшой величины, выводы вторичной обмотки соединяют накоротко. Величину напряжения на входе устанавливают такой, чтобы ток короткого замыкания равнялся номинальному (расчетному) току трансформатора. В таких условиях величина напряжения короткого замыкания характеризует потери в обмотках трансформатора, потери на омическом сопротивлении. Мощность потерь можно вычислить умножив напряжение короткого замыкания на ток короткого замыкания.
Данный режим широко используется в измерительных трансформаторах тока.
[Править]Режим с нагрузкой
При подключении нагрузки к вторичной обмотке во вторичной цепи возникает ток, создающий магнитный поток в магнитопроводе, направленный противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате в первичной цепи нарушается равенство ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения.
Схематично, процесс преобразования можно изобразить следующим образом:
Мгновенный магнитный поток в магнитопроводе трансформатора определяется интегралом по времени от мгновенного значения ЭДС в первичной обмотке и в случае синусоидального напряжения сдвинут по фазе на 90° по отношению к ЭДС. Наведённая во вторичных обмотках ЭДС пропорциональна первой производной от магнитного потока и для любой формы тока совпадает по фазе и форме с ЭДС в первичной обмотке. Векторная диаграмма напряжений и токов в трансформаторе с нагрузкой при согласном включении обмоток приведена в [11] на рис.1.6 в).
30Вопрос: Специальные трансформаторы.
В отличие от трансформатора автотрансформатор обладает не двумя, а одной обмоткой. Такая обмотка служит первичной обмоткой, а её часть в то же время используется в счёт вторичной (и наоборот). Вследствие чего в производстве автотрансформаторов расходуется наименьшее количество проводов, в отличии от производства обычного трансформатора той же мощности. Всё же такое преимущество автотрансформатора, возможно, применять при небольших значениях коэффициента модификации – от 1,2 до 2.
При пуске электрических двигателей а также различных лабораторных установок, в питании некоторых выпрямителей, в регулировании напряжения используют автотрансформаторы. Широко используют автотрансформаторы и в качестве бытовых электроаппаратов, предопределённых для повышения напряжения от 110 до 220 В или понижения его от 220 до 110 В. Существуют бытовые трансформаторы, определённые на несколько стадий понижения напряжения.
Для понижения напряжения от 220 или же 380 В до 60-70 В рассчитан сварочный трансформатор (дуговая электросварка) или до 14 В (контактная сварка). На работу при больших силах тока – порядка 300 А, предназначены сварочные трансформаторы, и при режиме короткого замыкания. Все это определяет важнейшую особенность их конструкции, разрешающую ограничивать силу тока короткого замыкания путем повышения индуктивного сопротивления обмотки. Благодаря применению магнитных шунтов достигают индуктивного повышения сопротивления обмотки, включаемых в магнитопровод, или трансформации воздушного зазора в магнитопроводе индуктивной катушки, связанной последовательно с вторичной обмоткой трансформатора.
Для включения измерительных приборов, а также реле, в цепи высокого напряжения используют измерительные трансформаторы. Как правило, измерительные трансформаторы считаются понижающими трансформаторами. Вследствие чего они позволяют использовать обычные приборы для замера больших напряжений, токов, мощностей, увеличивая с этим безопасность работы обслуживающего персонала.
В высоковольтную цепь включают первичную обмотку измерительного трансформатора; с вторичной обмоткой соединяют реле и измерительные приборы, которую непременно заземляют, чтобы всячески исключить поражение током на момент пробоя изоляции вследствие чего может произойти переход высокого напряжения на вторичную обмотку.
Измерительные трансформаторы тока и измерительные трансформаторы напряжения различают тем что: измерительные трансформаторы тока служат для включения амперметров и токовых катушек других измерительных приборов; измерительные трансформаторы напряжения – для включения вольтметров и обмоток напряжения других измерительных приборов и реле.
Рабочие различных электротехнических профессий, объединенных, в первую очередь, с ремонтом, монтажом и обслуживанием линий электропередачи, трансформаторных пунктов, подстанций и распределительных устройств, для выполнения замеров часто используют электроизмерительные клещи. Они представляют собой портативный электроизмерительный прибор, содержащий в себе измерительный прибор (вольтметр, амперметр, и т.п.) и измерительный трансформатор. Ими вполне можно произвести замер без разрыва цепи. Для этого при помощи рукояток разводят магнитопровод с первичной обмоткой измерительного трансформатора и охватывают им провод цепи; на момент сжатия рукояток части магнитопровода между собой замыкаются и измерительный прибор, встроенный в клещи показывает значение измеряемой величины. К примеру, электроизмерительными клещами типа Д90 можно произвести замер мощности без разрыва цепи в пределах 20-70 кВт при напряжении 220 В и 45-140 кВт при напряжении 380 В.