Теоретические сведения о Т – образной схеме замещения трансформатора

Схема замещения представлена на рисунке 1.

Сопротивления трансформаторов необходимы для расчёта токов короткого замыкания и последующего выбора уставок аппаратов защиты в схемах электроснабжения. В случае отсутствия паспортных и справочных данных, сопротивления трансформатора находят на основании данных опытов короткого замыкания и холостого хода. Чаще всего при расчёте трансформатор представляется Т – образной схемой замещения одной фазы включающей в себя активные, реактивные и полные сопротивления:

· первичной цепи: R₁, X₁, Z₁;

· вторичной цепи: R₂, X₂, Z₂;

· цепи намагничивания: R_m, X_m, Z_m.

Параметры трансформатора для одной фазы, вычисляемые из опыта ХХ:

Параметры трансформатора для одной фазы, вычисляемые из опыта КЗ:

Коэффициент полезного действия(КПД) трансформатора определяется как отношение активной мощности на выходе вторичной обмотки Р₂ (полезная мощность) к активной мощности на входе первичной обмотки Р₁ (подводимая мощность):

Сумма потерь:

Активная мощность на выходе вторичной обмотки трёхфазного трансформатора:

где I₂, U₂ — линейные значения тока и напряжения;

S_НОМ — номинальная мощность трансформатора;

β — коэффициент загрузки.

Суммарные потери в стали и в обмотках составляют малую долю от мощности трансформатора даже при малых коэффициентах загрузки. Это является одним из достоинств трансформатора по сравнению с электродвигателями и электрогенераторами.

Задаваясь коэффициентами загрузки β от 0 до 1,4 с шагом Δβ = 0,2 по номинальным данным трансформатора определяется соответствующий коэффициент полезного действия (η) и строится графическая зависимость η = f(β) для cos φ = 0,8 и cos φ = 1,0.

Контрольные вопросы

1. Исторические сведения о развитии электрических машин. Роль электрических машин. Цель дисциплины.

2. Определение, назначение, достоинства и недостатки трансформаторов.

3. Классификация трансформаторов (5 пунктов).

4. Устройство трансформатора. Назначение и характеристики каждой составной части.

5. Принцип действия трансформатора (рисунки, формулы).

6. Паспортные и бирочные данные трансформаторов.

7. Опыт холостого хода (схема). Характеристики холостого хода.

8. Внешняя характеристика (схема).

9. Опыт короткого замыкания (схема). Характеристики короткого замыкания.

10. Т – образная схема замещения приведенного трансформатора.

11. Основные схемы соединения обмоток. Область применения. Соотношение между напряжениями, токами и мощностями.

12. Специальные трансформаторы: автотрансформаторы, сварочные, выпрямительные и разделительные, измерительные трансформаторы тока и напряжения. Особенности, схемы включения, условия выбора, характеристики.

13. Векторная диаграмма трансформатора. Методика построения и расчета.

14. Энергетическая диаграмма трансформатора. Формулы мощностей.

15. Параллельная работа трансформаторов (четыре условия).

16. Компенсация реактивной мощности трансформатора.

17. Способы регулирования выходного напряжения.

18. Основные неисправности трансформатора. Защита.