Определение параметров схемы замещения по опытам холостого хода и короткого замыкания.

По данным опыта х.х. определяем К_транс., магнитные потери и параметры ветви намагничивания Z_m, r_m, x_m. Магнитные потери могут быть приняты равными мощности Ро, потребляемой трансформатором при ХХ

.

Опыт х.х. К зажимам одной из обмоток посредством регулятора напряжения (РН) подводят номинальное напряжение U₀ = U_1НОМ; к другой обмотке подключают вольтметр (ее можно считать разомкнутой).

U₁ поднимаем от 0 до 1,1U_1н. Измерив ток ХХ I₀ и мощность Р₀, потребляемую трансформатором, согласно схеме замещения находим

Т.к. ток ХХ мал по сравнению с номинальным током трансформатора, то электрическими потерями пренебрегают и считают, что вся мощность, потребляемая трансформатором, расходуется на компенсацию магнитных потерь в стали магнитопровода.

При этом

Аналогично считают х₁+х_м ≈ х_м, т.к. сопротивление х_m определяется основным потоком трансформатора Ф (потоком взаимоиндукции), а х₁ – потоком рассеяния , который во много раз меньше Ф. Поэтому,

Измерив напряжение U₀ и U₂₀ первичной и вторичной обмоток определяет коэффициент трансформации.

Схема замещения трансформатора для режима ХХ

Векторная диаграмма трансформатора в режиме ХХ, построена из условия, что I₀ создает в первичной обмотке падение напряжений и , поэтому

.

В данной векторной диаграмме напряжения показаны увеличенными, т.к. они составляют доли % и при соблюдении масштаба были бы не заметны.

Опыт к.з. заключается в том, что вторичную обмотку замыкают накоротко (сопротивление ), а к первичной обмотке посредством регулятора напряжения РН, подводят напряжение , при котором по обмоткам проходит номинальный I_ном.

U₁ поднимают от 0 до значения, при котором ток становится номинальным.

По данным опыта к.з. определяются потери к.з. Рк, которые могут быть приравнены эл.потерям в обмотках, и параметры трансформатора, к которым прибегают при решении многих задач.

В мощных силовых трансформаторах Uк=5…15% от U_ном. В трансформаторах малой мощности Uк = 25…50% U_ном

Т.к. поток, замыкающийся по стальному магнитопроводу зависит от U1, а магнитные потери в стали ~В² (индукции), т.е. Ф² (магнитного потока), то вследствие того что U_k очень мало, прнебрегают потерями в стали и током ХХ. При этом из общей схемы замещения трансформатора исключают R_m x_m и преобразуют ее в схему

Параметры схемы определяются соотношениями:

Т.к. разделить Z_k на Z₁ и сложно, принимают Z₁ = = 0,5 Z_k. Это близко к действительности (схема замещения симметрична), нет погрешностей в расчетах. Векторная диаграмма для режима к.з.

∆АВС, образуемый векторами активного, реактивного и полного падений напряжений, называют треугольником короткого замыкания или характеристическим треугольником.

При изменении режима работы трансформатора (тока нагрузки) катеты треугольника изменяются пропорционально изменению тока. Катеты АС и ВС называют реактивными и активными составляющими напряжения короткого замыкания. В ГОСТах и паспортах трансформаторов указывают относительное Uк.з. при номинальном токе в % от U_ном.

Аналогично, относительные значения активных и реактивных составляющих (в %)

;

при этом

;

При расчете параметров трансформатора не важно на какой из обмоток проводят опыт к. з. Его удобнее проводить при замыкании накоротко обмотки с меньшим числом витков, но обычно исходят из удобств измерений и техники безопасности.