Потери энергии в трансформаторе

ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ТРАНСФОРМАТОРЕ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Потери энергии в трансформатореК трансформатору подается мощность Р1 = cos φкоторая называется первично.От трансформатора к потребителю подается мощность Р2 = U2I2 cos qp2, называемая вторичной. При трехфазном токе это будут

соответственно мощности: Р1 = √3U1I1cos φ1 и Р2= √3U1I1cos φ2. Потеря мощности в самом трансформаторе, очевидно, равна Р1 — Р2. В трансформаторе нет вращающихся частей и поэтому мощность теряется только на нагрев обмоток Рo и стали магнитопровода Рст.

Мощность потерь в обмотках зависит только оттоков I1 и I2 и равна Рo = I21r+ I22r2 где r1 и r2 — активные сопротивления обмоток. Эти потери легко определяются опытом короткого замыкания трансформатора. Для этого одна из обмоток замыкается накоротко проводом малого сопротивления, а к другой подводится такое пониженное напряжение Uк, при котором в обеих обмотках устанавливаются номинальные токи .(II) и из сети подводится мощность Рк.нКак уже известно, это пониженное напряжение называется напряжением короткого замыкания. Оно всегда указано на щитке трансформатора. Во избежание дополнительной потери энергии в самом приборе и в соединяющих контактах амперметр во вторичную цепь не включают.

Так как Uк не превышает (5-10)% U, то индукция, а следовательно, и потери в стали при коротком замыкании Рст. к очень малы и ими пренебрегают. Тогда потери в обмотках.

Рк.нРо.н Рст. к ≈ Ро.н

где Ро.н — потери в обмотках при номинальных токах.

Потери в стали определяются опытом холостого хода. При постоянной частоте они зависят только от максимального значения магнитной индукции в стали. Если первичное напряжение неизменно, то Вм = const и потери в стали одинаковы при холостом ходе и при нагрузке. Трансформатор включают под номинальное напряжение U при разомкнутой вторичной обмотке (вольтметр снимается). Ток в первичной обмотке Iхочень мал, а ток I2 = 0. Поэтому потерями в обмотках Ро.x при опыте можно пренебречь. Тогда

Px = Рст + Ро.х ≈ Рст

Схема включения электроизмерительных приборов показана на рис. 9-6. При опыте холостого хода рубильник р3, шунтирующий амперметр и последовательную обмотку ваттметра, должен быть замкнут раньше, чем рубильник p1, так как при включении может наблюдаться бросок тока до величины (6—8) Iн.Рубильник р3 после включения рубильника р1 размыкают.

Этими опытами определяются потери трансформатора, работающего при номинальных токах II и номинальном напряжении U:

ΣР = Ро.н + Рст

 

Статья на тему Потери энергии в трансформаторе