Изменение вторичного напряжения

Алгебраическая разность между величинами вторичного напряжения на холостом ходу и под нагрузкой при неизменном первичном напряжении называется изменением вторичного напряжения Тр. Изменение вторичного напряжения обычно выражают в процентах от величины вторичного напряжения на ХХ.

Величину при номинальном первичном напряжении приближенно можно выразить через параметры Тр, величину и характер нагрузки:

,

где ; здесь – ток во вторичной обмотке; – номинальный вторичный ток; ; – угол сдвига вектора вторичного тока от вектора вторичного напряжения (определяется нагрузкой Тр).

Рисунок 2.4 – Зависимость изменения вторичного напряжения Тр

от характера нагрузки при номинальном токе ( )

Для исследуемого Тр построить зависимость при , (рисунок 2.4). Как видно из рисунка 2.4, при нагрузке ёмкостного характера вторичное напряжение может повышаться по сравнению с его величиной на холостом ходу.

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).

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).

Рисунок 2.5 – Зависимость КПД от нагрузки при разных значениях

Контрольные вопросы

Ответы на первые четыре вопроса необходимо дать перед выполнением лабораторной работы, ответы на остальные вопросы – при защите лабораторной работы.

1. Что такое коэффициент трансформации? Приведите формулы для вычисления коэффициента трансформации через числа витков, ЭДС и токи. Как проводится экспериментальное определение коэффициента трансформации?

2. Поясните схему проведения опыта ХХ, назначение Тр тока и др. элементов схемы, порядок проведения опыта ХХ. Характеристики ХХ и основные величины, полученные из опыта.

3. Поясните схему и порядок проведения опыта КЗ, характеристики КЗ и величины, полученные из опыта.

4. Дайте определение напряжению короткого замыкания, назовите его составляющие. Как измерить u_k?

5. Какие потери можно определить из опыта ХХ? От чего зависят потери и ток холостого хода?

6. Как проводится определение характеристик КЗ? Какие потери можно определить из опыта КЗ? От чего зависят потери КЗ?

7. Что такое T-образная схема замещения Тр, каков физический смысл ее элементов?

8. Как определяется КПД трансформатора? Назовите виды потерь в Тр. Как определяется и что характеризует коэффициент мощности Тр?

9. Как определить изменение вторичного напряжения в силовом Тр? От чего оно зависит?

10.Приведите систему уравнений для установившегося режима в комплексной форме.

11.Нарисуйте векторную диаграмму Тр.

Кроме того, следует ответить вопросы 1,2,8–12 к лабораторной работе № 1.