Лабораторная работа по теории электрических цепей Расчет трехфазных сетей Исследование генератора постоянного тока Исследование однофазного синхронного генератора

Расчет электротехнических цепей Лабораторная работа по ТОЭ

Опытное определение параметров схемы замещения трансформатора

  Параметры схемы замещения можно определить по опытам холостого хода и короткого замыкания.

 При опыте холостого хода (рис. 9.10 а) вторичная обмотка разомкнута, а к первичной обмотке подводится номинальное напряжение. В первичной цепи измеряют напряжение ,ток , мощность . Так как ток холостого хода мал, то потерями мощности в обмотках можно пренебречь и считать показание ваттметра равным потерям в магнитной цепи.

По данным опыта определяют полное, активное и индуктивное сопротивление холостого хода

   

 

 .

 


а) б)

Рис. 9.10

 При этом сопротивления холостого хода, примерно, равны сопротивлениям намагничивающей ветви

.

 При опыте короткого замыкания (рис. 9.10 б) вторичная обмотка замкнута накоротко через амперметр, к первичной подводится такое напряжение, чтобы во вторичной обмотке протекал номинальный ток. В первичной цепи измеряются напряжение , ток , мощность . Подводимое напряжение мало, поэтому мал и магнитный поток. Значит, магнитными потерями можно пренебречь и считать показание ваттметра равным электрическим потерям в обмотках. Так как  и , ветвь намагничивания можно не учитывать и использовать упрощенную схему замещения (рис. 9.8 б).

 По данным опыта короткого замыкания определяют параметры

Считают, что

 Опыт короткого замыкания позволяет определить важный параметр трансформатора – напряжение короткого замыкания. Это выраженное в процентах напряжение на первичной обмотке, при котором в накоротко замкнутой вторичной обмотке протекает номинальный ток

.  (9.16)

Для силовых трансформаторов напряжение Uк = 5…8%.

 Согласно схеме замещения (рис. 9.8)

напряжение короткого замыкания

  (9.17)

активная составляющая напряжения короткого замыкания

  (9.18)

реактивная составляющая напряжения короткого замыкания

  (9.19)

Эти напряжений , ,  связаны между собой соотношением

.  (9.20)

 9.6. Внешняя характеристика трансформатора

Внешняя характеристика трансформатора представляет собой зависимость между вторичным напряжением и током нагрузки при заданном первичном напряжении

  при .

Изменение вторичного напряжения определяют в процентах

.  (9.21)

 Если ввести понятие коэффициента нагрузки трансформатора , то с учетом векторной диаграммы (рис. 9.9) и соотношений (9.18) и (9.19) выражение (9.21) можно привести к виду

  (9.22)

или . (9.23)

По известному значению  определяют вторичное напряжение

  (9.24)

 Пример 9.1. Известны номинальные данные однофазного трансформатора: мощность = 5 кВА, первичное напряжение  = 400 В, вторичное напряжение = 120 В, а также мощность потерь при холостом ходе  = 50 Вт, при коротком замыкании  = 150 Вт и напряжение короткого замыкания % = 6,5 %.

 Определить ток холостого хода, коэффициент трансформации, параметры схемы замещения, активную и реактивную составляющие напряжения короткого замыкания, ток короткого замыкания, напряжение  и ток  для нагрузки с параметрами  = 4 Ом,  = 0,8.

 Указания: 1) принять ток холостого хода равным 8 % от номинального значения;  и ; 2) принять потери мощности в обмотках при коротком замыкании одинаковыми.

Решение. Номинальный ток первичной обмотки

ток холостого хода

коэффициент трансформации

Параметры схемы замещения

Ом;

  Ом;

 Ом.

В режиме короткого замыкания

Сопротивления короткого замыкания

 Ом;

Ом;

  Ом.

С учетом указания 2

  Ом;

 Ом.

Из (9.18) и (9.19) следует

Ток короткого замыкания

на первичной стороне

или 

на вторичной стороне

Для определения напряжения  и тока  при заданных параметрах нагрузки рассчитаем ток

где   Ом;

  Ом.

Коэффициент нагрузки

Изменение вторичного напряжения по (9.23)

  %.

Вторичное напряжение и вторичный ток


Расчет электротехнических цепей. Решение задач