Опыт короткого замыкания трансформатора

Схема опыта короткого замыкания трансформатора изображена на рис. 5.5,а. В схеме вторичная обмотка замкнута накоротко. В опыте измеряются напряжение сети (вольтметр РУ,), токи первичной и вторичной обмоток (амперметры РА,

и РА₂), активная мощность, потребляемая трансформатором из сети (ваттметр РIV). Значение полного сопротивления обмоток трансформатора г_к составляет всего 5−15% сопротивления нагрузки, и если бы вторичная обмотка оказалась замкнутой накоротко при номинальном напряжении на первичной обмотке, то в обмотках трансформатора возник бы опасный для обмоток ток, больший номинального примерно в 10−20 раз.

Поэтому опыт короткого замыкания проводят следующим образом. После сборки схемы опыта с помощью регулятора напряжения устанавливают напряжение на первичной обмотке такого значения, при котором ток в обмотках равен их номинальным значениям. Напряжение при этом окажется не более 5−15% номинального. Это напряжение называют напряжением короткого замыкания и обозначают 11_п. Затем записывают показания приборов. На рис. 5.5,6 изображена схема замещения трансформатора при опыте короткого замыкания.

Опыт короткого замыкания проводят для выяснения соответствия значений расчетных данных сопротивлений К_к и х_к трансформатора их действительным значениям, а также когда их расчётные значения не известны.

Мощность, измеряемая ваттметром, равна мощности всех потерь энергии в трансформаторе. Однако из-за малого значения напряжения на первичной обмотке потери мощности в магнитопроводе (АР_М), которые пропорциональны квадрату амплитуды индукции (3.29), (3.30), или квадрату напряжения первичной обмотки трансформатора, намного меньше, чем при номинальном напряжении, и значительно меньше электрических потерь мощности в обмотках трансформатора при номинальном токе.

Поэтому ими можно пренебречь (АР_М =0). Параметры трансформатора (ДЛ,", г_к, Х_к, /?_к.) в режиме короткого замыкания определяются следующим образом.

1. Определим коэффициент относительного напряжения трансформатора у_а.

Рис. 5.5. Принципиальная схема опыта короткого замыкания трансформатора (о); упрощённая схема замещения (б).

При опыте короткого замыкания вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко (г_н = 0, (/₂ = 0), следовательно:

2. Определим коэффициент загрузки трансформатора по току р_а. Опыт короткого замыкания проводится при номинальных значениях токов (/, = /_|и; /₂ = /_2и). Поэтому к первичной обмотке трансформатора подводят напряжение 5−40% от и_и , следовательно:

3. Определим электрические номинальные потери АР_эи (см. пп.1 и 2):

По этой причине можно считать, что электрические потери определяются с помощью ваттметра PW (рис, 5.5,а).

1. Определим параметры схемы замещения трансформатора z_k, x_k, R_k. Так как номинальный ток: , то.

z_k = —— (определяется с помощью показаний вольтметра.

L

PV| и амперметра РЛ_Х).

Мощность, потребляемая от сети:

откуда (определяется с помощью ваттметра PW и амперметра РА,).

Индуктивное сопротивление короткого замыкания трансформатора

В трансформаторах малой мощности (10−500 В A) Rk"Xk, средней (0,5−10 кВА) — Rk, большой (более 10 кВА) — Rk"x_k.