Режим короткого замикання - студопедія
Режимом короткого замикання трансформатора називається режим, при якому вторинна обмотка замкнута накоротко або на дуже малий опір. Коротке замикання в умовах експлуатації створює аварійний стан, оскільки вторинний струм, а, отже, і первинний, збільшуються в кілька десятків разів у порівнянні з номінальними, що може викликати руйнування трансформатора. Тому в ланцюгах з трансформатором повинна бути передбачений захист, яка при короткому замиканні автоматично відключає трансформатор.
У лабораторних умовах можна провести випробувальні досліди по короткого замикання трансформатора. Для цього досвіду на первинну обмотку подається дуже маленьке (близьке до нуля) напруга, а затиски вторинної обмотки трансформатора замикаються накоротко. Таким чином, в режимі короткого замикання на трансформатор подається дуже маленька потужність. За допомогою вольтметра, амперметра і ватметра вимірюються напруга U1 кор. ток I1 кор і потужність Р1 кор. споживана трансформатором. При дуже малому напрузі U1. і малому струмі первинної обмотки в осерді порушуються малі магнітні потоки # 934; кз (основний магнітний потік зчеплення вже можна порівняти з магнітним потоком розсіювання, яким нехтували в розглянутих раніше електромагнітних процесах). Трохи магнітних потоків призводить до того, що втрати в сталі сердечника стають близькі до нуля (РСТ »0). Разом з тим при досвіді короткого замикання величини сил струмів, а значить і втрати в провідниках обмоток такі ж, як і при навантаженні. На цій підставі можна вважати, що при досвіді короткого замикання вся потужність Р1 кор витрачається на джоулева втрати в провідниках обмоток трансформатора:
Іноді трансформатор представляють у вигляді спрощеної еквівалентної схеми, для якої використовується поняття активного опору. Активний опір трансформатора або опір короткого замикання RКЗ визначається в режимі короткого замикання як:
.
Досвід короткого замикання служить також контрольним досвідом для визначення коефіцієнта трансформації. Так як в цьому режимі сумарний магнітний потік в сердечнику дуже малий, то в першому наближенні сила, що намагнічує в первинному ланцюзі I1 · n1 врівноважується розмагнічуючої дії вторинного струму I2 · n2:
.
1. Вивчити схему (Рис. 46.2), стаціонарно зібрану на лабораторному столі.
2. Провести досвід холостого ходу трансформатора.
a. Перевірити стан ключів К1 і К2 у вторинному ланцюзі. Вони повинні бути розімкнуті.
b. Встановити напругу U1 = 120 В в первинному ланцюзі за допомогою ЛАТР.
c. Зняти показання всіх приладів і записати їх в перший рядок Таблиці 46.1.
3. Виконати вимірювання в робочому режимі трансформатора.
a. Замкнути ключ К1 у вторинному ланцюзі.
b. Напруга в первинному ланцюзі U1 = 120 В підтримувати постійним протягом досвіду.
c. Змінювати ток I2вторічной ланцюга від 1 до 10 A через 1 A, змінюючи опір навантаження за допомогою реостатів R1 і R2.
d. Показання всіх приладів звести в таблицю 46.1.
4. Провести досвід короткого замикання трансформатора.
a. Напруга в первинному ланцюзі встановити рівним 0 (U1 = 0 В)
b. Толькопослетого, як переконаєтеся, чтовольтметр первинної ланцюга показує 0, можна замкнути ключі К1 і К2 у вторинному ланцюзі.
c. За допомогою ЛАТРа поступово збільшуючи напругу в первинному ланцюзі послідовно встановити значення струму I2 від 2 А до 10 А через 2 А. В Таблицю 46.2 занести показання амперметра і ватметра (I1 і P1) в первинному ланцюзі.
d. У Таблицю 46.2 занести показання амперметра і ватметра (I1 і P1) в первинному ланцюзі.
1. Таблиці спостережень в режимі холостого ходу, робочому режимі і в режимі короткого замикання.
2. Розрахунок коефіцієнта трансформації До з даних Таблиці 46.1 за формулою (46.3).
3. Величину втрат потужності в сталевому сердечнику трансформатора, певну з Таблиці 46.1.
4. Розрахунок значень ККД трансформатора в залежності від струму у вторинній обмотці h = = f (I2). Графік залежності h = f (I2).
5. Обчислення значень cosj1 і cosj2 за формулами (46.7) і (46.9). Графіки залежності цих коефіцієнтів від потужності I2.
6. Розрахунок середнього значення активного опору r з даних Таблиці 46.2 за формулою (46.10).
7. Розрахунок середнього значення коефіцієнта трансформації До з даних Таблиці 46.2 за формулою (46.11). Порівняння отриманого значення з коефіцієнтом, розрахованим за формулою (46.3).
8. Графік залежності втрат потужності в проводах обмоток від величини I2 (Pпр = f (I2)) (за вказівкою викладача).
9. З побудованого графіка (Pпр = f (I2)) знайти ті значення струму I2. при якому Pст = Pпр. Переконатися, що положення максимуму ККД доводиться на це значення струму.
1. Який фізичний закон лежить в основі роботи трансформатора?
2. Які режими роботи трансформатора та молодь можуть ознайомитися в роботі?
3. Що таке коефіцієнт потужності трансформатора?
4. В якому режимі можна визначити коефіцієнт трансформації?
[1] Числа, записані в цьому рядку таблиці, є прикладом записи результатів.