|
В режиме холостого хода (рис. 154) трансформатор превращается в катушку с магнитопроводом, к обмотке которой с числом витков ω1 подключен источник синусоидального напряжении.
Рис. 154 |
Опытом холостого хода называется испытание трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном напряжении U1х = U1НОМ. На основании этого опыта по показаниям измерительных приборов определяют коэффициент трансформации и мощность потерь в магнитопроводе трансформатора. Опыт холостого хода является обязательным при заводском испытании трансформатора.
При номинальном первичном напряжении U1х = U1НОМ ток холостого хода I1х составляет 2-8 % номинального первичного тока I1НОМ (тем меньше, чем больше номинальная полная мощность трансформатора), т.е U1х = Е1х. Кроме того, при разомкнутой цепи вторичной обмотки U2х = Е2х. Поэтому, измерив вольтметром первичное U1х и вторичное U2х напряжения в режиме холостого хода, определяют коэффициент трансформации повышающего или понижающего трансформатора:
 |
Коэффициент трансформации указывается на щитке трансформатора в виде отношения напряжений высшего к низшему при его холостом ходе, например «6000/230В».
Мощность потерь в трансформаторах при холостом ходе складывается из мощности потерь в магнитопроводе (на вихревые токи и магнитный гистерезис), мощности потерь в проводах первичной обмотки (Rв1 I21х), а также мощности добавочных потерь (потери из-за вибрации листов стали к местах их стыков, в конструктивных деталях вследствие потока рассеяния и.т.д.). При холостом ходе ток I1х << I1НОМ и мощность потерь в проводах ничтожны по сравнению с мощностью потерь и магнитопроводе (исключение составляют трансформаторы, номинальная полная мощность которых менее I000 В • А). То же относится и к мощности добавочных потерь.
Поэтому опыт холостого служит для определения мощности потерь в магнитопроводе трансформатора.
Мощность потерь в трансформаторе при холостом ходе мала и составляет 0,3-1,4% его номинальной полной мощности (тем меньше, чем больше номинальная полная мощность трансформатора). Тем не менее мощность потерь в магнитопроводе имеет важное практическое значение, так как силовые трансформаторы редко отключаются от первичной сети.
Ток холостого хода I1х состоит из реактивной İ1р.х и активной İ1а.х составляющих. Последняя определяется потерями в магнитопроводе и добавочными потерями. В большинстве случаев активная составляющая İ1а.х меньше 10 % реактивной составляющей İ1р.х и можно считать, что ток холостого хода отстает по фазе от первичного напряжения практически на четверть периода, т.е. φ1х ≈ π/2 ( рис. 155).
Рис. 155 |
При ограниченных возможностях охлаждения важно знать, как изменится режим холостого хода трансформатора при изменении первичного напряжения. Зависимости Р1х = f (U1х) и I1х = f (U1х) называются характеристиками холостого хода трансформатора (рис. 156).
Рис. 156 |
Сначала при повышении первичного напряжения U1х от нулевого значения магиитопровод не насыщен и ток I1х увеличивается пропорционально напряжению; затем начинает сказываться насыщение магнитопровода, например при U1х > 0,8 U1НОМ, и ток холостого хода I1х быстро нарастает.
Для большинства силовых трансформаторов допустимый верхний предел длительного повышения первичного напряжения в режиме холостого хода равен 1,1 U1НОМ.
|