ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 202
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
высокая электрическая прочность. В масле не должна содержаться влага и взвешенные частицы которые снижают электрическую прочность. Масло должно противостоять окислению под действием температуры при соприкосновении с воздухом и под влиянием каталитического действия меди выводов. Окисление снижает электрическую прочность масла и приводит к образованию смолистых осадков. Трансформаторное масло обладает способностью поглощать влагу из воздуха, поэтому в процессе эксплуатации оно периодически проверяется на электрическую прочность и в случае необходимости подвергается сушке.
§ 8.3. Режимы холостого хода и работы трансформатора под нагрузкой
При работе трансформатора в режиме холостого хода его вторичная обмотка разомкнута. По первичной обмотке, включенной в цепь переменного тока, протекает ток холостого хода /0, равный
2-10%. номинального тока. Произведение этого тока на число
витков Wtпервичной обмотки определяет м. д. с. первичной обмотки, которая связана с максимальным магнитным потоком отношением
где RM— магнитное сопротивление.
В то же время при постоянной частоте магнитный поток зависит только от величины э. д. с
о
ткуда
В каждой электрической цепи в любой момент времени должно быть соблюдено равновесие напряжений: приложенное напряжение должно уравновешивать э. д. с. самоиндукции, наводимую в. первичной обмотке трансформатора, и потерю напряжения в обмотке.
При холостом ходе падение напряжения I0Z1 очень мало, оно не превышает 0,5% от U1 и им можно пренебречь, тогда
Для первичной цепи напряжение
т. е. подведенное к трансформатору напряжение U
1уравновешивается практически только э. д. с. E1. Магнитный поток в этом случае
При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора э. д. с. на зажимах этой обмотки E2=U20, откуда
где U20— напряжение на выводах вторичной обмотки трансформатора в режиме холостого хода; k— коэффициент трансформации.
Режим холостого хода позволяет определить величину магнитных потерь в магнитопроводе трансформатора. Потери в трансформаторе слагаются из потерь в стали на гистерезис и вихревые токи и потерь в меди. В современных трансформаторах потери в стали, в зависимости от мощности, составляют: при мощности трансформатора 5 ква 1,2—1,8%, при мощности 100 ква 0,6—0,9%, 'при большей мощности 0,2—0,5% номинальной мощности.
Рис. 8.6. Векторная диаграмма холостого хода трансформатора
Рис.8.7 Опыт холостого хода трансформатора
Работа трансформатора в режиме холостого хода наглядно характеризуется векторной диаграммой (рис. 8.6). Вектор э. д. с. Е1, наведенной магнитным потоком Ф, отстает от вектора магнитного потока Ф на 90° и откладывается вниз. Вследствие явления гистерезиса и вихревых токов магнитный поток отстает на некоторый угол
от тока холостого хода /0. Угол называется углом магнитных потерь или углом магнитного запаздывания. Угол потерь обычно невелик и угол сдвига фаз между током и напряжением
приближается к 90°. Коэффициент мощности при холостом ходе мал (
).
Ряд характерных для трансформатора величин: потери холостого хода, ток холостого хода и коэффициент трансформации могут быть получены из опыта холостого хода. Опыт холостого хода проводят по схеме, приведенной на рис. 8.7, а; при этом по показаниям измерительных приборов определяют: напряжение первичной цепи, ток холостого хода /0 и мощность холостого хода Р0.
Порядок измерений следующий. С помощью потенциал-регулятора ПР постепенно повышая напряжение, подводимое к первичной обмотке трансформатора Тр,от U0=0,5 UH до U1= 1,2 UH, делают ряд измерений величин тока, напряжения и мощности. По данным измерений строят кривые зависимостей /0=/( U1) (рис. 8.7, б) и P0=f (U1)
(рис. 8.7, в). Зависимость P0=f (U1) имеет параболический характер, так как
(, а при холостом ходе E1=U1).
Значения P0, I0 и
, соответствующие номинальному напряжению, находят по построенным кривым. Ток холостого хода I0 в трансформаторах большой мощности составляет 2—4% от IH а в трансформаторах средней и малой мощности достигает 10%-
40% от IH.
При работе трансформатора под нагрузкой его вторичная обмотка замкнута на внешнее сопротивление, и по цепи проходит ток I2. Ток вторичной обмотки I2 создает в ней м. д. с, которая действует в том же магнитопроводе и направлена в соответствии с законом Ленца против м. д. с. первичной обмотки. Результирующий магнитный поток будет создаваться совместными действиями обеих м. д. с. Первичный ток намагничивает сердечник трансформатора, ток вторичной обмотки его размагничивает.
Однако уменьшение общего магнитного потока вызывает уменьшение э. д. с. E1наводимой в первичной обмотке. С уменьшением этой э. д. с. увеличивается ток I1величина которого ограничивается действием E1а это вызывает увеличение, намагничивающего потока Ф до его прежней величины. Таким образом, намагничивающий магнитный поток при изменении нагрузки практически остается неизменным.
При работе трансформатора под нагрузкой магнитный поток Ф в сердечнике создается по закону полного тока магнитодвижущими силами обеих обмоток. Поэтому можно написать следующее уравнение магнитодвижущих сил
откуда
При номинальных нагрузках ток I0 мал и им можно пренебречь, считая I0≈0. Тогда,
или
Знак минус в формуле (8.9) указывает на действие тока I, против тока I1. Из выражения (8.9) получаем
Токи в первичной и вторичной обмотках обратно пропорциональны числу витков обмоток.
Напряжение U1приложенное к первичной обмотке, при работе трансформатора под нагрузкой уравновешивается э. д. с. E1 и падениями напряжения на сопротивлениях — активном
I1г1 и реактивном (сопротивлении рассеяния) jI1x1. Таким образом
Соответственно напряжение, действующее на зажимах вторичной обмотки, определяется равенством
Приведенный трансформатор и схема замещения. Первичная и вторичная обмотки трансформатора обычно имеют различные параметры, определяемые величинами э. д. с, действующими в обмотках, и токами, протекающими в них. Эта разница тем больше, чем больше коэффициенты трансформации. Если исходить из действительных соотношений, то при коэффициентах трансформации k=15 или k=25
длины векторов э. д. с. E1и E2находились бы тоже в соотношении 1 : 15 или 1 : 25. Для облегчения исследования работы трансформатора и электромагнитных процессов делается приведение параметров вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки. Полученные значения называются приведенными.
Для получения приведенного значения вторичной э. д. с. E2 надо изменить ее пропорционально коэффициенту трансформации, т. е.
При определении приведенного значения вторичного тока /2 следует иметь в виду, что полная мощность вторичной обмотки должна оставаться неизменной, т. е. Е21г=E2'12', откуда
Таким образом, для получения приведенного значения вторичного тока надо ток I2 умножить на величину, обратную коэффициенту трансформации.
Чтобы получить приведенные значения r2' и x2
§ 8.3. Режимы холостого хода и работы трансформатора под нагрузкой
При работе трансформатора в режиме холостого хода его вторичная обмотка разомкнута. По первичной обмотке, включенной в цепь переменного тока, протекает ток холостого хода /0, равный
2-10%. номинального тока. Произведение этого тока на число
витков Wtпервичной обмотки определяет м. д. с. первичной обмотки, которая связана с максимальным магнитным потоком отношением
где RM— магнитное сопротивление.
В то же время при постоянной частоте магнитный поток зависит только от величины э. д. с
о
ткуда В каждой электрической цепи в любой момент времени должно быть соблюдено равновесие напряжений: приложенное напряжение должно уравновешивать э. д. с. самоиндукции, наводимую в. первичной обмотке трансформатора, и потерю напряжения в обмотке.
При холостом ходе падение напряжения I0Z1 очень мало, оно не превышает 0,5% от U1 и им можно пренебречь, тогда
Для первичной цепи напряжение
т. е. подведенное к трансформатору напряжение U
1уравновешивается практически только э. д. с. E1. Магнитный поток в этом случае
При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора э. д. с. на зажимах этой обмотки E2=U20, откуда
где U20— напряжение на выводах вторичной обмотки трансформатора в режиме холостого хода; k— коэффициент трансформации.
Режим холостого хода позволяет определить величину магнитных потерь в магнитопроводе трансформатора. Потери в трансформаторе слагаются из потерь в стали на гистерезис и вихревые токи и потерь в меди. В современных трансформаторах потери в стали, в зависимости от мощности, составляют: при мощности трансформатора 5 ква 1,2—1,8%, при мощности 100 ква 0,6—0,9%, 'при большей мощности 0,2—0,5% номинальной мощности.
Рис. 8.6. Векторная диаграмма холостого хода трансформатора
Рис.8.7 Опыт холостого хода трансформатора
Работа трансформатора в режиме холостого хода наглядно характеризуется векторной диаграммой (рис. 8.6). Вектор э. д. с. Е1, наведенной магнитным потоком Ф, отстает от вектора магнитного потока Ф на 90° и откладывается вниз. Вследствие явления гистерезиса и вихревых токов магнитный поток отстает на некоторый угол
от тока холостого хода /0. Угол называется углом магнитных потерь или углом магнитного запаздывания. Угол потерь обычно невелик и угол сдвига фаз между током и напряжением
приближается к 90°. Коэффициент мощности при холостом ходе мал (
).Ряд характерных для трансформатора величин: потери холостого хода, ток холостого хода и коэффициент трансформации могут быть получены из опыта холостого хода. Опыт холостого хода проводят по схеме, приведенной на рис. 8.7, а; при этом по показаниям измерительных приборов определяют: напряжение первичной цепи, ток холостого хода /0 и мощность холостого хода Р0.
Порядок измерений следующий. С помощью потенциал-регулятора ПР постепенно повышая напряжение, подводимое к первичной обмотке трансформатора Тр,от U0=0,5 UH до U1= 1,2 UH, делают ряд измерений величин тока, напряжения и мощности. По данным измерений строят кривые зависимостей /0=/( U1) (рис. 8.7, б) и P0=f (U1)
(рис. 8.7, в). Зависимость P0=f (U1) имеет параболический характер, так как (, а при холостом ходе E1=U1).Значения P0, I0 и
, соответствующие номинальному напряжению, находят по построенным кривым. Ток холостого хода I0 в трансформаторах большой мощности составляет 2—4% от IH а в трансформаторах средней и малой мощности достигает 10%-
40% от IH.
При работе трансформатора под нагрузкой его вторичная обмотка замкнута на внешнее сопротивление, и по цепи проходит ток I2. Ток вторичной обмотки I2 создает в ней м. д. с, которая действует в том же магнитопроводе и направлена в соответствии с законом Ленца против м. д. с. первичной обмотки. Результирующий магнитный поток будет создаваться совместными действиями обеих м. д. с. Первичный ток намагничивает сердечник трансформатора, ток вторичной обмотки его размагничивает.
Однако уменьшение общего магнитного потока вызывает уменьшение э. д. с. E1наводимой в первичной обмотке. С уменьшением этой э. д. с. увеличивается ток I1величина которого ограничивается действием E1а это вызывает увеличение, намагничивающего потока Ф до его прежней величины. Таким образом, намагничивающий магнитный поток при изменении нагрузки практически остается неизменным.
При работе трансформатора под нагрузкой магнитный поток Ф в сердечнике создается по закону полного тока магнитодвижущими силами обеих обмоток. Поэтому можно написать следующее уравнение магнитодвижущих сил
откуда
При номинальных нагрузках ток I0 мал и им можно пренебречь, считая I0≈0. Тогда,
или
Знак минус в формуле (8.9) указывает на действие тока I, против тока I1. Из выражения (8.9) получаем
Токи в первичной и вторичной обмотках обратно пропорциональны числу витков обмоток.
Напряжение U1приложенное к первичной обмотке, при работе трансформатора под нагрузкой уравновешивается э. д. с. E1 и падениями напряжения на сопротивлениях — активном
I1г1 и реактивном (сопротивлении рассеяния) jI1x1. Таким образом
Соответственно напряжение, действующее на зажимах вторичной обмотки, определяется равенством
Приведенный трансформатор и схема замещения. Первичная и вторичная обмотки трансформатора обычно имеют различные параметры, определяемые величинами э. д. с, действующими в обмотках, и токами, протекающими в них. Эта разница тем больше, чем больше коэффициенты трансформации. Если исходить из действительных соотношений, то при коэффициентах трансформации k=15 или k=25
длины векторов э. д. с. E1и E2находились бы тоже в соотношении 1 : 15 или 1 : 25. Для облегчения исследования работы трансформатора и электромагнитных процессов делается приведение параметров вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки. Полученные значения называются приведенными.
Для получения приведенного значения вторичной э. д. с. E2 надо изменить ее пропорционально коэффициенту трансформации, т. е.
При определении приведенного значения вторичного тока /2 следует иметь в виду, что полная мощность вторичной обмотки должна оставаться неизменной, т. е. Е21г=E2'12', откуда
Таким образом, для получения приведенного значения вторичного тока надо ток I2 умножить на величину, обратную коэффициенту трансформации.
Чтобы получить приведенные значения r2' и x2