Векторная диаграмма короткого замыкания трансформатора

Векторная диаграмма короткого замыкания трансформатора приведена на рис. 14.7.

При построении векторной диаграммы должно выполняться условие (14.9).

Согласно теории приведенного трансформатора и выражениям (14.10)

; .

Тогда ; .

Таким образом, по опытам холостого хода и короткого замыкания можно определить основные параметры трансформатора, что позволяет анализировать работу трансформатора под нагрузкой при помощи векторной диаграммы.

10 Изменение вторичного напряжения ТР при нагрузке. Внешняя характеристика ТР.

Рис. 15.2. Внешние характеристики трансформатора: 1 – нагрузка активно-емкостная; 2 –чисто активная; 3 – активно-индуктивная; 4 – внешняя характеристика сварочного трансформатора

У сварочного трансформатора U_0св » 70 В достаточное для зажигания дуги. При сварке U_св = 0, а I_2K = I_св » 300 А. Такая крутопадающая характеристика образуется за счет включения последовательно с вторичной обмоткой реактора (катушки с большой индуктивностью).

11 Виды потерь Эл. Эн. в трансформаторах. КПД ТР. основные формулы КПД. Зависимость КПД ТР от нагрузки.

Коэффициент полезного действия трансформатора определяется по формуле

, (15.1)

где P₂ – мощность, отдаваемая (полезная) вторичной обмоткой; P₁ – мощность подведенная (затраченная) к первичной обмотке.

Разность между подведенной и отдаваемой мощностями является потерями мощности:

. (15.2)

Потери мощности в трансформаторе делятся на магнитные и электрические.

Магнитные потери – это потери мощности в магнитопроводе на гистерезис и на вихревые токи.

– потери холостого хода (постоянные, см. подразд. 14.1).

Электрические потери – это потери, связанные с нагревом обмоток трансформатора:

– переменные потери, так как зависят от силы тока Р_ма (см. 14.7, а),

,

где b – коэффициент нагрузки.

Полезную мощность можно определить по формуле

, (15.3)

где m – число фаз,

при m = 1 .

Если , то

,

подставим значения потерь мощности

. (15.4)

Максимальное значение кпд соответствует такой нагрузке, когда магнитные потери равны электрическим потерям ,

откуда . (15.5)

Зависимость коэффициента полезного действия от коэффициента нагрузки h = f(b) представлена на рис. 15.3.

Рис. 15.3. Зависимость коэффициента полезного действия трансформатора от коэффициента нагрузки

Как правило у трансформаторов кпд очень высокий.

12. Параллельная работа ТР и ее технико-экономические преимущества. Исследование параллельной работы ТР с помощью схемы замещения.

Параллельная работа трансформаторов осуществляется при включении первичных обмоток на общую первичную сеть, а вторичных – на общую вторичную сеть.

Параллельная работа трансформаторов необходима для того, чтобы при увеличении нагрузки включать добавочные трансформаторы, при снижении нагрузки – выключать, менять при ремонте и т.д.

Трансформаторы могут быть включены на параллельную работу только при соблюдении следующих условий.

1. Трансформаторы должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации , что дает одинаковые вторичные напряжения.

Если не выполнять это условие, то даже в режиме холостого хода потечет уравнительный ток

, (16.1)

где и – внутренние сопротивления трансформаторов.

Под нагрузкой, если и равны, то трансформатор с меньшим коэффициентом трансформации оказывается перегруженным , а другой – недогруженным .

Так как перегрузка трансформаторов недопустима, то придется снижать общую нагрузку.

Государственные стандарты допускают разницу коэффициентов трансформации, не превышающую 0, 5%, т.е.

, (16.2)

где – среднее геометрическое значение коэффициента трансформации.

2. Трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединений.

Несоблюдение этого условия ведет к тому, что вторичные эдс окажутся сдвинутыми по фазе, появится разностная эдс и также потечет уравнительный ток.

3. Трансформаторы должны иметь одинаковые напряжения короткого замыкания .

Если при выполнении прочих условий два (или более) трансформатора с разными включены на параллельную работу, то нагрузки и распределятся между ними обратно пропорционально

, (16.3)

где и – мощности, на которые рассчитаны трансформаторы.

Трансформатор с меньшим перегружается, значит надо снижать общую нагрузку, следовательно, один трансформатор также будет недогружен.

Государственные стандарты допускают разницу на ±10 % от их среднеарифметического значения.

4. Перед подключением необходимо проверить чередование фаз.

При рассмотрении парал. работы ТР удобно пользоваться сх. замещения в виде активного двухполюсника. Возможность такого представления следует из ТОЭ. Согласно метода эквивалентного генератора любую активную цепь с источниками можно заменить относительно любых двух зажимов активным двухполюсником. ЭДС такого двухполюсника равна напряжению ХХ относительно зажимов. Со стороны нагрузки сх. замещения можно представитьв след. виде.

E₂₀- ЭДС вторичной обмотки в ХХ

Z_k- сопротивление кз ТР относительно вторичных зажимов

13 Условие отсутствия уравнительного тока при параллельной работе ТР без нагрузки.

Для простоты предположим, что нагрузка от ТР отключена. Тогда