Реле часу (стр. 2 из 4)

Потужність яку споживає трансформатор при холостому ході

, складається із магнітних втрат в осерді і електричних втрат в обмотці в . Оскільки активний опір первинної обмотки та струм холостого ходу трансформатора, є незначними, електричні втрати невеликими і ними можна знехтувати в порівнянні з магнітними втратами . Тому можна вважати, що потужність, яку споживає трансформатор в досліді холостого ходу і вимірюється ватметром, визначає магнітні втрати, що зумовлені втратами на гістерезис та вихрові струми .

При навантаженні трансформатора до його вторинної обмотки під’єднується споживач електричної енергії. Струм у вторинній обмотці навантаженого трансформатора за законом Ома визначається виразом

, де повний опір споживача. За другим законом Кірхгофа для первинної і вторинної обмоток навантаженого трансформатора можна записати наступні рівняння електричної рівноваги:

, ,

де

- струм первинної обмотки трансформатора, - активний опір вторинної обмотки, - реактивний опір вторинної обмотки, зумовлений потоками розсіювання.

Оскільки спад напруги на первинній обмотці трансформатора

в межах до номінального струму навантаження є невеликим у порівнянні з електрорушійною силою , то можна наближено вважати, що . З цього випливає, що при напрузі живлення електрорушійну силу можна вважати сталою і практично незалежною від навантаження трансформатора. Оскільки електрорушійна сила наводиться результуючим магнітним потоком, то цей потік повинен також залишатися практично сталим в межах від режиму холостого ходу до номінального навантаження трансформатора, тобто .

Дослідження роботи навантаженого трансформатора зручно проводити на основі векторних діаграм, побудованих для приведеного трансформатора, що замінює реальний трансформатор, у якого параметри вторинної обмотки приведені до напруги і числа витків первинної обмотки. Тому приведений трансформатор повинен мати коефіцієнт трансформації рівний одиниці (

).

В процесі визначення параметрів вторинної обмотки приведеного трансформатора всі параметри його первинної обмотки залишаються незмінними. При заміні реального трансформатора приведені активні, реактивні та повні потужності, а також коефіцієнт потужності вторинної обмотки трансформатора повинні залишатися сталими.

Значення приведеної вторинної електрорушійної сили

можна знайти з виразу для коефіцієнту трансформації: . Аналогічно можна записати вираз для приведеної вторинної напруги трансформатора . Значення приведеного вторинного струму можна одержати зі співвідношення, отриманого з умови збереження незмінної потужності вторинної обмотки трансформатора: . Враховуючи це, а також , одержуємо вираз для приведеного вторинного струму: .

Приведений активний опір вторинної обмотки трансформатора

визначають виходячи з умови постійності електричних втрат у вторинній обмотці трансформатора в процесі приведення параметрів . Враховуючи вираз для струму , одержимо вираз для приведеного активного опору вторинної обмотки . Аналогічно, враховуючи незмінність реактивної та повної потужності вторинної обмотки трансформатора, можна одержати вирази для приведеного реактивного індуктивного та приведеного повного опорів вторинної обмотки трансформатора: .

Електрорушійну силу

, що дорівнює , як і для котушки індуктивності з магнітопроводом, можна замінити векторною сумою активного і реактивного індуктивного падінь напруги у відповідності з рівнянням , де – індуктивний опір, що зумовлений основним потоком трансформатора; - активний опір, що зумовлений магнітними втратами потужності в магнітопроводі трансформатора, тобто деякий умовний активний опір, на якому виділяється потужність , що дорівнює магнітним втратам потужності в магнітопроводі.

Враховуючи одержані рівняння для

та , використовуючи приведені параметри вторинної обмотки трансформатора, запишемо рівняння електричної рівноваги для вторинної обмотки . Беручи до уваги, що , можна скласти схему заміщення трансформатора, що має вигляд, зображений на рис. 21.5 і побудувати векторну діаграму.

Дослід короткого замикання трансформатора проводиться для визначення електричних втрат потужності в проводах обмоток і параметрів спрощеної схеми заміщення трансформатора. Цей дослід проводиться при короткому замиканні вторинної обмотки трансформатора. При цьому напруга на вторинній обмотці рівна нулю (

).

Коротке замикання вторинної обмотки трансформатора в процесі експлуатації приводить до того, що при номінальній напрузі, яка підводиться до первинної обмотки, в обмотках трансформатора виникають досить значні струми, які можуть вивести його з ладу.

При проведенні досліду короткого замикання трансформатора, на відміну від небезпечного режиму короткого замикання, що виникає в аварійних умовах, до первинної обмотки трансформатора підводиться така напруга, при якій в його обмотках виникають струми рівні номінальним. Для цього достатньо до первинної обмотки трансформатора підвести понижену напругу

в разів меншу (це залежить від типу і потужності трансформатора) у порівнянні з номінальним значенням напруги . Оскільки в досліді короткого замикання напруга, що підводиться до первинної обмотки мала , то магнітний потік трансформатора та магнітна індукція будуть також малими. Це означає, що втрати потужності в магнітопроводі , що пропорційні квадрату магнітної індукції в досліді короткого замикання, мізерно малі і ними можна знехтувати.