Режим нагрузки трансформатора




Векторные диаграммы при нагрузке строят по уравнениям (2.16). Вид векторной диаграммы зависит от характера нагрузки (рис. 2.14).

 

Рис.2,14

Векторная диаграмма а рис. 2.14 соответствует активно-индуктивной нагрузке, а век­торная диаграмма б - активно-емкостной нагрузке.

Сопоставляя обе диаграммы, можно заключить, что при U1 = const и φ2 = const уве­личение активно-индуктивной нагрузки вызывает снижение напряжения U/2, а при увеличе­ния активно-емкостной нагрузки напряжение U/2 возрастает. Это объясняется тем, что при активно-индуктивной нагрузке происходит некоторое размагничивание трансформатора (по­ток Ф уменьшается, так как ток I/2 имеет составляющую, направленную навстречу току Iμr), а при активно-емкостной нагрузке трансформатор дополнительно намагничивается (поток Ф возрастает, так как ток I/2 имеет составляющую, совпадающую c Iμr).

 

Рис.2.15

 

Для оценки диапазона изменения напряжения U*2 вводится величина ΔU2 представ­ляющая собой арифметическую разность между вторичным напряжением трансформатора при холостом ходе (U*20) и при номинальной нагрузке (U*2). Напряжение первичной обмот­ки принимается постоянным и равным номинальному U1=U.

(2,18)

Для расчета ΔU2 примем допущение Iμ=0, тогда, используя упрощенную схему замещения (рис.2.15), получим

(2.19)

Уравнению (2.19) соответствует векторная диаграмма, представленная на рис.2.16. Из векторной диаграммы следует, что

Рис.2,16 рис.2.17

Подставляя приближенное выражение для U/2 в уравнение (2.18), получим

Отрезок CD* можно выразить через составляющие напряжения короткого замыкания:

где кнг=I1/I1н. Учитывая, что u*ka = u*k.соsφk, u*kr =u*k.sinφk, получим для ΔU*2 простое выражение

На рис. 2.17 представлена зависимость ΔU2= f2) при кнг=1.

Максимальное снижение напряжения имеет места при φ2к, а при φ2 = φк - 90° напряжение U2 не зависит от нагрузки.

Экспериментальное исследование трансформатора

Теоретические положения, рассмотренные выше, лежат в основе расчета и проектиро­вания трансформаторов. Но в силу принятых допущений результаты расчетов требуют экс­периментальной проверки. Целью экспериментальных исследований является проверка со­ответствия расчетных значений параметров схемы замещения трансформатора и основных режимных показателей опытным данным. Основную информацию можно получить из двух опытов: опыта холостого хода и опыта короткого замыкания.

Опыт холостого хода

Схема опыта имеет вид, представленный на рис. 2.18.

Опыт проводят для значений на­пряжения первичной обмотки U1 =(0,3-1.1)U. Регулирование на­пряжения осуществляется с помощью индукционного регулятора ИР. Измери­тельный комплект ИК используется для измерения фазных значений токов, напряжений и активной мощности. По данным измерений строят зависимости тока намагничивании Iμ, потерь холостого хода P0, коэффициента мощности соsφ0 =P0/U1Iμ и сопротивления холостого хода. в функции напряжения U1.

Рис.2.19

 

Вид этих зависимостей показан на рис. 2.19. Их называют характеристиками холосто­го хода. Из схемы замещения (рвс.2.9) сле­дует, что

 

В силовых трансформаторах сопротив­ления r1 и xσ1. в десятки раз меньше сопро­тивлений намагничивающего контура rμ и хμ. Поэтому с достаточной степенью точно­сти можно считать, что параметры холостого хода равны параметрам намагничивающей цепи:

 

Это же допущение позволяет считать равными модули ЭДС Е1 и напряжение U1 пер­вичной обмотки и, следовательно, приближенно определить коэффициент трансформации

 

Ток холостого хода Iμ в силовых трансформаторах лежит в пределах (0,7+10)% I,

поэтому электрические потери в первичной обмотке Рэл = r1/I2μ невелики, и все потери хо­лостого хода можно полагать равными потерям в стали P0 ≈Рмг. Потери в стали, как отмечалось выше, пропорциональны E21, а на холостом ходу они будут пропорциональны U21, поэтому зависимость P0 = f (U1) имеет параболический характер. Потери холостого хода Pо и ток холостого хода I0, определенные при номинальном напряжении, являются пас­портными величинами трансформатора и приводятся в справочниках.

Зависимость Iμ = f (U1) является обращенной магнитной характеристикой транс­форматора, так как U1 ∞ Ф. Нелинейный характер зависимостей Ро = f {U1) и Iμ = f (U1) объясняет и сильную зависимость параметров холостого хода и соsφ0 от напряжения U1.

Соответствие тока намагничивания Iμ, потерь холостого хода P0, коэффициента мощности cosφ0 и параметров r0 и x0 расчетным данным проверяется для номинального напряжения U1 = U.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: