Теоретическая часть.
Рассматривая физические процессы, возникающие в трансформаторе, необходимо обратить особое внимание на то положение, что при изменении нагрузки трансформатора в широком диапазоне (от холостого хода до номинального режима) магнитный поток считается практически постоянным и равным магнитному потоку в режиме холостого хода. Это в свою очередь определяет постоянство потерь и стали, которые легко определяются из режима холостого хода. При рассмотрении режима "нормального" короткого замыкания получается, что магнитный поток в сердечнике трансформатора настолько мал, что можно им пренебречь, а следовательно при этом режиме потери в стали трансформатора практически равны нулю, а потери в меди (в обмотках) равны потерям при номинальной нагрузке трансформатора. Величины токов, напряжений и мощностей, полученные из опытов холостого хода и короткого замыкания, позволяют определить основные параметры трансформатора.
Коэффициент трансформации – это отношение ЭДС первичной обмотки к ЭДС вторичной обмотки.
Коэффициент полезного действия трансформатора определяется отношением мощности P2, отдаваемой трансформатором в нагрузку, к мощности Р1, потребляемой из сети:
η = P2 / P1
Коэффициент полезного действия характеризует эффективность преобразования напряжения в трансформаторе.
При практических расчетах коэффициент полезного действия трансформатора вычисляют по формуле
η = 1 - (∑P - (P2 + ∑P),
где ∑P = Pэл + Pмг - полные потери в трансформаторе.
Электрические потери в обмотках определяются из опыта короткого замыкания трансформатора. Потери в стали Рмг определяются из опыта холостого хода.
Задание.
Однофазный трансформатор работает как понижающий. Пользуясь его техническими данными приведенными в таблице, рассчитать: коэффициент трансформации; номинальные токи первичной и вторичной обмоток; напряжение на вторичной обмотке U2 при активно-индуктивной нагрузке, составляющей 50% (β=0,5) от номинальной и cosφ2=0,8; к.п.д. при cosφ2=0,9 и нагрузке, составляющей 75% (β=0,75) от номинальной.
| Sн, кВА | U1н, кВ | U2н, кВ | Р0, кВт | Рк, кВт | Uк, % | I0, % |
| 53,5 | ||||||
| 0,525 | 1,6 | 5,5 |
Рекомендации по выполнению практического задания
1. Определим коэффициент трансформации
n = U1н/U2н
2. Определим номинальный ток первичной обмотки
I1н= Sн/ U1н
3. Определим номинальный ток вторичной обмотки
I2н= Sн/ U2н
4. Определим активную составляющую напряжения
5. Определим реактивную составляющую напряжения
6. Определим снижение напряжения на вторичной обмотке трансформатора
DU = b(Uacosj2 - Upsinj2)
7. Определим напряжение на вторичной обмотке U2 при активно-индуктивной нагрузке
U2 = U2н (1 - DU/100)
8. Определим коэффициент полезного действия трансформатора
Контрольные вопросы
1.Как определить коэффициент трансформации трансформатора?
2.Как определить номинальный ток первичной обмотки трансформатора?
3.От каких физических величин зависит коэффициент полезного действия трансформатора?
4.Как рассчитать активную составляющую напряжения трансформатора?