Работа электрического трансформатора в режиме холостого

Хода

Режим холостого хода – такой режим работы электрического транс-

форматора, при котором его вторичная цепь разомкнута, и ток в ней равен нулю (i₂ = 0) .

Под действием приложенного напряжения

u₁ по первичной обмотке

протекает ток i1x, возбуждающий в магнитопроводе магнитное поле Ф0 .

Большая часть магнитного потока замыкается в магнитопроводе. Однако небольшая часть этого потока замыкается вокруг витков только

первичной обмотки, образуя поток рассеяния

ФS , и не индуктирует на-

пряжение взаимоиндукции u M 2

В первичной обмотке Ф₀

во вторичной обмотке. индуктирует напряжение

где

LS1

– индуктивность рассеяния первичной обмотки электрического трансформатора;

нием

xLS1 – индуктивное сопротивление рассеяния этой обмотки.

Кроме того, первичная обмотка обладает резистивным сопротивле-

r₁ . На рисунке 6.2 представлена схема замещения электрического

трансформатора с учетом резистивных сопротивлений

r1и

r₂ первичной и

вторичной обмоток и их индуктивностей рассеяния

LS1 и

LS 2 .

Ф0

i1x

r1

LS1

r2

LS2

i2=0

ur1

uLS1

u1

uL1

uM2

u2

Рисунок 6.2 – Схема замещения трансформатора в режиме холостого

хода

Составим уравнение для первичной цепи по II закону Кирхгофа в комплексной форме

На рисунке 6.3 представлена векторная диаграмма напряжений и то- ков, построенная в соответствии с (6.9).

Опытом холостого хода называется испытание электрического трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном

U1

I1x jxS1 I1x r1

I1x

приложенном к первичной обмотке напряжении U1x = U1н .

UL1=UM2

Ф0

Рисунок 6.3 – Векторная диаграмма напряжений и тока трансформа- тора в режиме холостого хода

Для проведения опыта холостого хода собирается электрическая цепь согласно схеме рисунка 6.4.

I1x

*

* W

ЭТ

A

pW1 pA1

U1x

V

pV1

U2x

V

pV2

z2

Рисунок 6.4 – Схема электрической цепи для проведения опыта холостого хода трансформатора

При

U1x

= U1н

ток

I1x

составляет 3…10 % от номинального первич-

ного тока

I1н . Следовательно, в формуле (6.9) слагаемыми U&LS1 =

jxS1 ×I&1x

и U&r1 = r1 × I&1x

можно пренебречь. Тогда имеем:

При разомкнутой цепи вторичной обмотки

поэтому, измерив вольтметром

PV1

первичное напряжение

U1x

и вольт-

метром

PV 2

– вторичное напряжение

U 2x, определяют коэффициент

трансформации

Этот коэффициент указывается на щитках электрических трансфор- маторов как отношение высшего напряжения к низшему (например, К = 6000 / 230 ).

При холостом ходе

I1x<< I1н

и мощность потерь в проводах первич-

ной обмотки (потери в меди)

PМ 1

мала по сравнению с потерями на вихре-

вые токи (потери в стали)

Pс . Поэтому в опыте холостого хода по показа-

ниям ваттметра pW определяют мощность потерь в магнитопроводе.