Совмещение режимов

 

Характеристики трансформатора при нагрузке определяют его рабочие свойства. Эти характеристики непосредственно можно получить только для трансформаторов небольшой мощности. Для трансформаторов средней и большой мощности характеристики при нагрузке определяют косвенным путем, т.е. путем наложения данных опыта короткого замыкания на режиме холостого хода.

1) Путем наложения треугольника короткого замыкания на режим холостого хода получим режим нагрузки т.е. получим напряжение U^’₂ и угол j₂ между потоками I.

2) Потери при нагрузке равны потерям мощности при холостом ходе и коротком замыкании.

П_НГ = П_ХХ + П_КЗ = P₀ + P_эл1,2

3) Ток нагрузки трансформатора равен току холостого хода и короткого замыкания.

Для холостого хода

Для короткого замыкания

а при нагрузке

4) Коэффициент полезного действия можно получить используя данные опыта холостого хода и короткого замыкания.

при холостом ходе P₀ = P_МГ

При коротком замыкании P_К= P_ЭЛ1,2 = I²r_к, - коэффициент нагрузки

Тогда ; P_КH­ – при номинальном токе I_H, ,

тогда

Задаваясь b = 0,25; 0,5; 0.75; 1.0; 1.25 при

cosj₂ = const построим зависимость h = f(b)

Максимум h наступает тогда, когда потери в стали равны потерям в меди.

p₀ = b²p_КН , откуда

 

Uн   Iн

 

Относительное изменение напряжения - DU.

Изменением напряжения трансформатора называется (выраженная в % от номинального вторичного напряжения) арифметическая разность между номинальным вторичным напряжением при холостом ходе U_2Н и напряжением U₂ при номинальном токе.

1) при выводе используется предыдущая векторная диаграмма,

2) расчет проведем аналитически,

3) определим DU при номинальном токе,

4) примем U₁ равным 100 ед. т.е. U₁ = 100,

тогда , т.е. для определения DU достаточно определить вторичное напряжение

из D OA р. - m_К

где m_К = рс, n_К = Ap/

Принимаем первые два члена, т.к. начиная с третьего величина их мала

, тогда равно

- m_К, а DU

Выразим DU через составляющие напряжения короткого замыкания.

, тогда

Величина второго члена очень мала и им можно пренебречь

тогда

Это выражение для b = 1, при различных значениях b

, из формулы видно, что DU зависит как от величины, так и от характера нагрузки. Кроме того, видим, что для определения DU используются данные, полученные из опыта короткого замыкания.

Используя это выражение, можно получить ряд характеристик при нагрузке:

Видим, что, используя опыты холостого хода и короткого замыкания можно получить все характеристики трансформатора при нагрузке.