Режимы холостого хода

Самостоятельная работа № 11

Тема занятия: «Режимы работы трансформатора»

Учебные вопросы

1. Режимы холостого хода.

2. Режим короткого замыкания.

3. Режим работы трансформатора под нагрузкой.

Литература

1. Бушуев В. М., Деминский В. А. Электропитание устройств и сис-тем телекоммуникаций: учеб. пособие для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2011. - с. 224 – 281.

Режимы холостого хода

Рассмотрим кратко основные процессы и зависимости, имеющие место в трансформаторе в режимах холостого хода, опыте короткого замыкания и при работе на нагрузку.

Опыт холостого хода. Испытание однофазного трансформатора в режиме холостого хода осуществляется по схеме, представленной на рис.11.1.

Рисунок 11.1 - Схема испытания трансформатора

при опыте холостого хода

Изготовленный на заводе трансформатор подвергается контрольному испытанию в режиме холостого хода для определения тока холостого хода, коэффициента трансформации и мощности потерь в магнитопроводе (потерь в стали).

Опытом холостого хода называется испытание трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки (или подключении к приемнику с очень большим сопротивлением нагрузки, например к вольтметру) и номинальном первичном напряжении U ₁₀ = U _1ном., устанавливаемом с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа).

При номинальном первичном напряжении U ₁₀ = U _1ном. ток холостого хода I ₁₀ составляет 3-10% номинального первичного тока I _1ном. (тем меньше, чем больше номинальная полная мощность трансформатора).

Кроме того, при разомкнутой цепи вторичной обмотки I ₂₀ = 0 и всегда U ₂₀ = E ₂. Поэтому, измерив вольтметром и первичное U ₁ = U _1ном., и вторичное U ₂₀ напряжения в режиме холостого хода, определяют коэффициент трансформации, как отношение напряжений на зажимах обмоток.

так как U ₁₀ = E ₁ и U ₂₀ = E ₂.

Этот коэффициент обозначается на щитках трансформаторов в виде отношения номинальных напряжений трансформатора при холостом ходе, например “6000/230 В” (как отношение высшего напряжения к низшему).

Мощность потерь при холостом ходе складываются из мощности потерь в проводах первичной обмотки и мощности потерь в стали магнитопровода P _ст (потери на гистерезис и вихревые токи). С достаточной точностью можно считать, что P ₁₀ при U ₁₀ = U _1н, расходуются только на покрытие потерь в стали P _ст, так как потери в меди ввиду малости тока холостого хода практически ничтожны. Поэтому потери в стали называются потерями холостого хода и определяются при проведении опыта холостого хода

P ₁₀ = P _ст. (11.1)

При номинальной полной мощности трансформаторов 5-50 кВ× А, его мощность потерь в режиме холостого хода составляет лишь 1, 4-0, 9% номинальной.