Стартовая >> Оборудование >> Трансформаторы >> Теория >> Экспериментальное исследование трансформатора

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. 18.


Опыт холостого хода

Опыт проводят для значений напряжения первичной обмотки . 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 намагничивания , потерь холостого хода , коэффициента мощности  и сопротивления холостого хода , ,  в функции напряжения . Вид этих зависимостей показан на рис. 19. Их называют характеристиками холостого хода. Из схемы замещения (рис.9) следует, что


схема замещения

;
;
.
В силовых трансформаторах сопротивления  и  в десятки раз меньше сопротивлений намагничивающего контура  и . Поэтому с достаточной степенью точности можно считать, что параметры холостого хода равны параметрам намагничивающей цепи:
;        ;          .
Это же допущение позволяет считать равными модули ЭДС  и напряжения  первичной обмотки и, следовательно, приближенно определить коэффициент трансформации
.
Ток холостого хода  в силовых трансформаторах лежит в пределах , поэтому электрические потери в первичной обмотке  невелики, и все потери холостого хода можно полагать равными потерям в стали . Потери в стали, как отмечалось выше, пропорциональны , а на холостом ходу они будут пропорциональны и , поэтому зависимость  имеет параболический характер. Потери холостого хода  и ток холостого хода , определенные при номинальном напряжении, являются паспортными величинами трансформатора и приводятся в справочниках.
Зависимость  является обращенной магнитной характеристикой трансформатора, так как . Нелинейный характер зависимостей  и  объясняет и сильную зависимость параметров холостого хода и  от напряжения .
Соответствие тока намагничивания , потерь холостого хода , коэффициента мощности  и параметров  и  расчетным данным проверяется для номинального напряжения .

Опыт короткого замыкания

Опыт проводится по схеме рис. 18 при замкнутой накоротко вторичной обмотке. Первичное напряжение  изменяется в пределах , но при условии, что ток . По данным опыта строят зависимости тока короткого замыкания , потерь которого замыкания  и коэффициента мощности  в функции напряжения . Вид этих зависимостей показан на рис. 20. Их называют характеристиками короткого замыкания.
Ток короткого замыкания  определяется внутренним сопротивлением трансформатора .


Опыт короткого замыкания

Согласно упрощенной схеме замещения (рис.13)
.
Так как активные сопротивления обмоток  и  и индуктивные сопротивления  и  являются практически постоянными,  зависимость  будет близка к линейной, а . Потери короткого замыкания  складываются из потерь в обмотках и потерь в стали, но последние в опыте короткого замыкания весьма малы и ими часто пренебрегают. Оценку потерь в стали в опыте короткого замыкания можно произвести на основе следующих соотношений:
;     ;     .
Отсюда следует, что в опыте короткого замыкания потери в стали не превышают  при .
Поэтому считают, что потребляемая трансформатором мощность в опыте короткого замыкания равна потерям в его обмотках:
.
Так как , то зависимость  имеет параболический характер.
Потери короткого замыкания , определенные при номинальном токе, являются паспортной величиной и приводятся в справочниках.
Параметры короткого замыкания определяются следующими соотношениями:
;      ;       .
Из опыта короткого замыкания определяются также напряжение короткого замыкания

и его составляющие
;
.
Полученные на основании опытов холостого хода и короткого замыкания параметры позволяют уточнить эксплуатационные характеристики трансформатора.

 
« Химический состав трансформаторных масел   Электрический пробой твердых диэлектриков »
электрические сети