Определение изменения вторичного напряжения по параметрам короткого замыкания и построение внешних характеристик

Как правило, с ростом тока нагрузки напряжение на вторичной об­мотке трансформатора снижается из-за роста падения напряжения на ин­дуктивных и активных сопротивлениях его обмоток.

Особенностью трансформатора как источника переменного напряже­ния является то, что внутреннее падение напряжения вычитается из ЭДС обмоток векторно, а это в отдельных случаях (при емкостном характере на­грузки) приводит даже к повышению напряжения U₂ при росте нагрузки.

Из упрощенной векторной диаграммы напряжений приведенного трансформатора [1] можно получить выражение, позволяющее определить относительное изменение напряжения Лиги на вторичной обмотке транс­форматора в номинальном режиме при любом типе нагрузки

∆u_2H =и_ак cosφ_2н + и_ркsin φ_2н

здесь ∆и_2н = ∆U'₂ /U_1н; φ_2н - коэффициент мощности нагрузки; и_ак и

u _рк - активная и реактивная составляющая напряжения КЗ, значения которых определяются равенствами

u _ак = u _ак cosφ_к и u _рк = u _к sinφ_к.

Напряжение КЗ и_к и угол φ_к в свою очередь могут быть представ­лены через экспериментальные данные опыта КЗ (см. табл. 2)

u _{к =} U _1к/ U _1H; φ_к= arctg(P _lк/ U _1к I _1к).

С учетом последнего замечания и выполнения очевидных преобра­зований выражение (5) окончательно принимает вид

∆u_2H =и_к cos(φ_к - φ_2н).

При переходе к абсолютным единицам величина изменения напря­жения на вторичной обмотке трансформатора находится из равенства

∆ U _2н = ∆u_2нU_1н/k.

При этом напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформато­ра при номинальной нагрузке U _2н определяется из выражения (4).

Построение внешней характеристики трансформатора выполняется по двум значениям напряжения U ₂: в режиме XX (U 20) и при номиналь­ной нагрузке U _2н.

Расчет напряжения ∆U₂ на вторичной обмотке трансформатора тре­буется выполнить для следующих типов нагрузки:

- активно-индуктивной (cosφ_2н=0,8);

- емкостной (cosφ_2н=0).

- При расчете изменения напряжения для емкостной нагрузки следует учитывать знак угла сдвига фаз между током и напряжением.

Результаты расчета заносятся в табл. 5, и по ним выполняется по­строение внешних характеристик. Примерный вид этих характеристик представлен на рис. 12.

Таблица 5

Для оценки достоверности используемого аналитического способа необходимо также выполнить построение внешних характеристик по экс­периментальным точкам.

Рис.12

Практическим примером емкостной нагрузки трансформаторов
является работа его на разомкнутую линию электропередачи, представляющую собой распределенную емкость проводов относительно друг друга и земли. Особенно сильно этот эффект проявляется в кабельных
линиях электроснабжения.