Цель: Изучить устройство, принцип действия и технические параметры трансформатора
Задание
1. Зарисовать схемы включения.
2. Ответить на контрольные вопросы.
Теоретические сведения
Холостым ходом трансформатора называется такой режим его работы, при котором первичная обмотка включена на номинальное напряжение Uн, а вторичная обмотка разомкнута (рисунок 24.1). Режим холостого хода позволяет опытным путем установить следующие характерные для трансформатора величины: а) коэффициент трансформации; б) ток холостого хода; в) потери мощности в стали.
Рисунок 24.1 – Схема соединения обмоток трансформатора в режиме холостого хода
Короткое замыкание трансформатора - испытательный режим, при котором вторичная обмотка замкнута накоротко, а в первичную включено такое пониженное напряжение, чтобы ток первичной обмотки был равен номинальному (рисунок 24.2). Это напряжение, называемое напряжением короткого замыкания, является одной из постоянных, характеризующих трансформатор. Обычно оно составляет 5... 10
Мощность, затраченная при коротком замыкании, почти целиком расходуется на нагревание обмоток трансформатора.
Рисунок 24.2 – Схема соединения обмоток трансформатора в режиме короткого замыкания
Контрольные вопросы
1. Объясните устройство и принцип действия трансформатора.
2. Что такое коэффициент трансформации и как его определить опытным путем?
3. Почему с увеличением первичного напряжения при опыте х. х. уменьшается коэффициент мощности трансформатора?
4. Почему мощность х. х. принимают за магнитные потери, а мощность к. з. - за электрические потери?
5. Почему при опыте к. з. ток в первичной обмотке достигает номинального значения при напряжении в несколько раз меньшем номинального?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 25
Тема: Исследование параллельной работы трехфазных двухобмоточных трансформаторов
Цель: Изучить условия включения трансформаторов на параллельную работу и принцип распределения нагрузки между параллельно работающими трансформаторами; приобрести практические навыки по включению трехфазных трансформаторов на параллельную работу.
Задание
1. Зарисовать схему включения.
2. Ответить на контрольные вопросы.
Теоретические сведения
Проверка условий включения трансформаторов на параллельную работу. Для лучшего использования трансформаторов при их параллельной работе необходимо, чтобы нагрузка между ними распределялась пропорционально их номинальным мощностям. Поэтому включение трансформаторов на параллельную работу допускается лишь при соблюдении следующих условий:
1) трансформаторы должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации, т. е. при одинаковых первичных напряжениях вторичные напряжения трансформаторов должны быть равны;
2) трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединения;
3) трансформаторы должны иметь одинаковые напряжения к. з.;
4) схема соединений при включении трансформаторов должна обеспечивать одинаковый порядок следования фаз как на стороне ВН, так и на стороне НН.
Помимо этого рекомендуется, чтобы отношение номинальных мощностей трансформаторов, включенных для параллельной работы, было не более чем 3:1.
Нарушение первого и второго условий вызывает появление больших уравнительных токов между обмотками трансформаторов, что ведет к чрезмерному перегреву трансформаторов, т. е. делает их совместную работу невозможной. Что же касается третьего условия, то неравенство напряжений к. з. трансформаторов более чем на 10% от их среднего значения ведет к тому, что распределение нагрузки между трансформаторами становится в значительной степени непропорциональной их номинальным мощностям.
Равенство коэффициентов трансформации и напряжений к.з. обеспечивается подбором трансформаторов по их паспортным данным.
Коэффициенты трансформации k1 и k11 не должны различаться более чем на ± 0,5% от их среднего значения:
(3.1)
где 
- среднее геометрическое значение коэффициентов трансформации.
Напряжения к. з. uk1 и uk2 не должны различаться более чем на ± 10% от их среднего значения:
(3.2)
где uk = (uk1 + uk11)/2 - среднее арифметическое значение напряжений к.з.
Прежде чем подключить трансформаторы на параллельную работу, т. е. включить рубильник 3, при замкнутом рубильнике 1 (рисунок 25.1) необходимо провести фазировку трансформаторов, т. е. проверку соответствия фаз вторичных ЭДС трансформаторов Тр1 и Тр2. Для этого соединяют проводом одну пару противолежащих клемм рубильника и вольтметром V0 измеряют напряжение между двумя несоединенными парами противолежащих клемм рубильника 3. Если вторичные напряжения трансформаторов равны, их группы соединения одинаковы и порядок следования фаз у них один и тот же, то показания вольтметра V0 равны нулю. В этом случае рубильник 3 можно замкнуть, т. е. включить трансформаторы на параллельную работу. Если же вольтметр V0 показывает некоторое напряжение, то необходимо выяснить, какое из условий параллельной работы нарушено (обычно это нарушение одинакового порядка следования фаз), устранить его и вновь провести фазировку трансформаторов.
Рисунок 25.1 – Схема включения трехфазных двухобмоточных трансформаторов на параллельную работу
Контрольные вопросы
1. С какой целью применяют параллельную работу трансформаторов?
2. Каковы условия включения трансформаторов на параллельную работу?
3. Почему не допускается включение на параллельную работу трансформаторов с разными группами соединения, даже при одинаковых вторичных напряжениях?
4. Каковы допуски на различие коэффициентов трансформации и напряжений к.з. для трансформаторов, включаемых на параллельную работу?
5. Что такое фазировка трансформаторов, для чего и как она выполняется?
6. От чего зависит распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами?