Досвід холостого ходу трансформатора

Лекція 10. Режим роботи трансформаторів

Розрізняють декілька режимів роботи трансформаторів:

1. Номінальний режим, тобто режим при номінальних значеннях напруги і струму первинної обробки трансформатора

.

1. Робочий режим, при якому напруга первинної обмотки близько до номінального або дорівнює йому, а струм визначається навантаженням трансформатора.
2. Режим холостого ходу, тобто режим ненавантаженого трансформатора, при якому ланцюг вторинної обмотки розімкнути (або підключена до навантаження з дуже великим опором (наприклад, вольтметр).
3. Режим короткого замикання трансформатора, при якому його вторинна обмотка замкнута накоротко (або підключена до навантаження з дуже малим опором (наприклад, амперметр).

Режим холостого ходу і короткого замикання виникають при аваріях. Ці режими можуть створюватися спеціально для випробування трансформаторів на заводах виробниках в дослідах холостого ходу і короткого замикання.

Досвід холостого ходу трансформатора

Досвідом холостого ходу називають випробування трансформатора при розімкнутому ланцюзі вторинної обмотки й номінальній напрузі на первинній обмотці. Схема для проведення випробування холостого ходу приведена на рис.11.1. Вважаючи, що вимірювальні прилади не вносять в режим роботи трансформатора скільки-небудь відчутних змін, отримуємо можливість виміряти ряд його параметрів, а потім доповнити це ряд розрахунками.

Так, показання амперметра при визначають номінальне значення струму холостого ходу -. З огляду на, що цей струм складає 3¸ 10% від номінального струму первинної обмотки для потужних трансформаторів і до 40% для малопотужних, можемо розрахувати значення номінального струму первинної обмотки

Крім цього, при розімкненому колі вторинної обмотки завжди. Це означає що

.

Вимірявши вольтметрами і легко визначити коефіцієнт трансформації

Потужність втрат в трансформаторі при холостому ході складається з потужності втрат у муздрамтеатрі - Рс і в проводах - Рпр. Потужність втрат у муздрамтеатрі пропорційна квадрату магнітної індукції - В 2. а значить і квадрату напруги первинної обмотки -. Так як . то і втрати в магнітопроводі відповідають номінального значення.

Втрати в проводах вторинної обмотки відсутні, так як. Втрати в проводах первинної обмотки пропорційні квадрату струму холостого ходу

(). Але струм холостого ходу дуже малий в порівнянні з номінальним, тому і потужність втрат в проводах незначна в порівнянні з потужністю втрат у муздрамтеатрі. Звідси випливає, що показання ваттметра в досвіді холостого ходу визначають тільки втрати в магнітопроводі - Рс.

Слід враховувати, що втрати Рс складаються з втрат на гістерезис і додаткових втрат на вихрові струми, втрат в деталях конструкції і втрат через вібрацію аркушів стали муздрамтеатру. Однак, ці додаткові втрати не перевищують 20% від загальних.

У ряді випадків важливо знати, як зміниться струм холостого ходу трансформатора при зміні напруги на первинній обмотці. Залежність приведена на рис. 11.2. Вона називається характеристикою холостого ходу трансформатора.

При малих значеннях значення магнітної індукції мало. Магнитопровод не насичений, тому збільшується пропорційно напрузі. При збільшенні починає позначатися насичення муздрамтеатру і збільшення струму холостого ходу збільшується. Тому муздрамтеатр трансформатора проектують так, щоб при значення магнітної індукції знаходилося в межах 1,6¸ 1,7 Тл. При такому значенні магнітної індукції збільшення до 1,2 не призводить до критичного збільшення струму холостого ходу і допустимо протягом тривалого часу.