Предельные допустимые значения показателей качества трансформаторного масла

Рис. 3.2. Схема однофазного трансформатора:

Ф – главный магнитный поток; Ф_р1, Ф_р2 – потоки рассеяния обмоток I, II; I₁, I₂, U₁, U₂, w₁, w₂ – токи, напряжения, числа витков обмоток

Рис. 3.3. Схема замещения одной фазы трансформатора

Расчет режимов трансформатора выполняют на основе схемы замещения (рис. 3.3), используя законы Ома, Кирхгофа и др.

Приведенный ток нагрузки равен разности токов обмотки высшего напряжения и тока холостого хода трансформатора

.

Ток холостого хода трансформатора определяется параллельной ветвью r₀ и x₀ в схеме замещения, где активное сопротивление эквивалентно отражает активные потери в магнитопроводе, а индуктивное – определяет ток намагничивания и ЭДС самоиндукции E₁. Ток намагничивания порождает основной поток Ф в сердечнике трансформатора. Потоки рассеяния в сердечнике определяются реактивными сопротивлениями x₁ и . В режиме холостого хода, с достаточным для практики приближением, можно принять, что ток холостого хода равен току намагничивания, а реактивная мощность трансформатора:

где I – ток холостого хода трансформатора в процентах от номинального тока нагрузки (дается в каталоге),

S_н − номинальная полная мощность трансформатора B·A (если U_н даётся в киловольтах, то S_н − в киловольтамперах).

Реактивная мощность потоков рассеяния при номинальной нагрузке трансформатора определяется по выражению

,

где u_к % – напряжение короткого замыкания (по каталогу).

При нагрузке, отличной от номинальной, когда I / I_н = β,

При любой нагрузке трансформатора егоРМ определяется из равенства

Таким образом, РМ трансформатора состоит из двух частей – РМ холостого хода Q₀, не зависящей от нагрузки, и РМ рассеяния Q_р, зависящей от тока нагрузки. При уменьшении нагрузки трансформатора от номинальной до холостого хода РМ уменьшается от 100 примерно до 40 – 50 %.

Если трансформатор имеет ответвления со стороны питания, необходимо следить за тем, чтобы трансформатор работал с ответвлением, соответствующим данному напряжению сети. Если номинальное напряжение меньше напряжения сети, то РМ намагничивания увеличивается. При уменьшении напряжения (по сравнению с номинальным) ток холостого хода и РМ намагничивания уменьшаются примерно пропорционально снижению напряжения. Составляющая реактивной мощности Q_р, зависящая от нагрузки (и определяемая потоком рассеяния), изменяется прямо пропорционально току нагрузки (так как поток замыкается в основном по воздуху).