Опыт короткого замыкания трансформатора

      Опытом короткого замыкания называется испытание трансформатора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном токе первичной обмотки. Схема для проведения опыта короткого замыкания приведена на рис. 11.3. Опыт проводится для определения номинального значения тока вторичной обмотки, мощности потерь в проводах и падения напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора.


      При коротком замыкании цепи вторичной обмотки, ток в ней ограничивается только малым внутренним сопротивлением этой обмотки. Поэтому, даже при относительно небольших значениях ЭДС Е2, ток I2 может достигнуть опасных величин, вызвать перегрев обмоток, разрушение изоляции и выход трансформатора из строя. Учитывая это опыт начинают при нулевом напряжении на входе трансформатора, т.е. при  . Затем постепенно увеличивают напряжение первичной обмотки до значения  , при котором ток первичной обмотки достигает номинального значения. При этом ток вторичной обмотки, измеренный по амперметру А2 , принимают равным номинальному. Напряжение   называют напряжением короткого замыкания.
     Величина напряжения первичной обмотки в опыте короткого замыкания  мала и составляет 5 ¸ 10% от номинального. Поэтому и действующее значение ЭДС вторичной обмотки Е2 составляет 2 ¸ 5%. Пропорционально значению ЭДС уменьшается магнитный поток, а значит и мощность потерь в магнитопроводе - Рс .  Отсюда следует, что показания ваттметра в опыте короткого замыкания, практически определяют только потери в проводах Рпр, причем
                                (11.3)
     Выразим ток I2К через приведенный ток 

      Учтем, что , а также что
.
     Тогда выражение (11.3) перепишем в виде
                                   (11.4)
где RК - активное сопротивление трансформатора в режиме короткого замыкания, причем
                                                 (11.5)
     Значение активного сопротивления трансформатора позволяет рассчитать его индуктивное сопротивление

      При точном расчете нужно учитывать, что RК зависит от температуры. Поэтому полное сопротивление трансформатора определяют приведенным к температуре 750С, т.е.



.
     Теперь легко определить падение напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора - ZК:

На практике пользуются приведенным значением UК, в процентах, обозначая его  звездочкой, т.е.
                                              (11.6)
Это значение приводят на паспортном щитке трансформатора.
      Знание внутреннего сопротивления трансформатора позволяет представить его схему замещения в виде рис.11.4. Векторная диаграмма, соответствующая этой схеме приведена на рис. 11.5.
      Векторная диаграмма позволяет определить уменьшение напряжения на выходе трансформатора  D U за счет падения напряжения на комплексном сопротивлении. Величина D U определяется как расстояние между прямым, выходящим из точек начала и конца вектора   и параллельными оси абцисс.  Из диаграммы видно, что эта величина складывается из катетов двух прямоугольных треугольников, гипотенузы которых   и , а острые углы равны j2.
       Поэтому

      На практике пользуются относительной величиной DU, в процентах, обозначенной звездочкой, т.е.
                           (11.7)
      Для мощных трансформаторов ( SH> 1000 В×А) опыт короткого замыкания может служить для контроля коэффициента трансформации. Для таких трансформаторов в режиме короткого замыкания током холостого  хода можно пренебречь, считая

Поэтому
                                            (11.8)
       Последнее выражение тем точнее, чем больше мощность трансформатора. Однако оно не приемлимо для маломощных трансформаторов.

 

Страница обновлена: 27.09.2016