1. Обрыв фазы ав нагрузки

2. Обрыв линейного провода а

3. Обрыв фазы ав и линии с 4. Обрыв фазы ав и линии а

Контрольные вопросы

Как вычислить мощность несимметричной трёхфазной нагрузки?

Как (во сколько раз) увеличиваются или уменьшаются фазные и линейные токи в каждом из рассмотренных аварийных режимов?

Лабораторная работа №6

1. Коэффициент трансформации

Общие сведения

Отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки трансформатора называют коэффициентом трансформации. Отношение чисел витков соответствует отношению первичного напряжения к вторичному при отсутствии нагрузки (холостом ходе) трансформатора и отношению вторичного тока к первичному при коротком замыкании.

В идеальном трансформаторе (при отсутствии потерь, при К_СВ1 и бесконечно больших индуктивностях обмоток L₁ и L₂) при любой нагрузке:

К_ТР = W₁ / W₂ = U₁ / U₂ = I₂ / I₁

Экспериментальная часть Задание

Измеряя напряжения и токи, определите коэффициенты трансформации при различных числах витков обмоток.

Порядок выполнения эксперимента

• Соберите первичную (300 витков) и вторичную (100 витков) обмотки на разъемном сердечнике, как показано на рис. 1.

Рис. 1.

• Подключите источник питания к выводам первичной обмотки согласно рис. 2 и установите синусоидальное напряжение U₁ = 6 В, f = 1 кГц.

Р ис. 2.

• Измерьте вторичные напряжения U₂ на выводах вторичных обмоток с числами витков 100, 300 и 900 при холостом ходе. Занесите результаты в таблицу 1.

Таблица 1

W1	W2	U1, В	U2, В	КТР
300	100	6
300	300	6
300	900	6

• Вычислите значения коэффициента трансформации по формуле

К_ТР = U₁ / U₂

• П роделайте опыт короткого замыкания, измерив первичные и вторичные токи при числах витков вторичной обмотки 100, 300 и 900, как показано на рис. 3 и занесите результаты измерений в таблицу 2. Ток I₁ следует поддерживать неизменным, равным 50 мА.

Рис. 3.

К_ТР = I₂ / I₁

Таблица 2

W1	W2	I1, мА	I2, мА	КТР
300	100
300	300
300	900

2. Определение параметров схемы замещения и построение векторной диаграммы трансформатора Общие сведения

При расчете электрических цепей с трансформаторами их чаще всего заменяют Т- или Г-образной схемой замещения, приведенной к первичной или вторичной стороне. Наиболее точной является Т-образная схема замещения. Она изображена на рис. 4. Все сопротивления схемы приведены к первичной стороне.

Рис. 4.

В этой схеме:

G₀ – активная проводимость, учитывающая потери на вихревые токи и перемагничивание сердечника;

В₀ – реактивная проводимость, обусловленная основным магнитным потоком;

R₁ – активное сопротивление первичной обмотки и R’₂ – вторичной обмотки, приведенное к первичной стороне (R’₂ = К²_ТРR₂);

X_S1 и X’_S2 – реактивные сопротивления рассеяния обмоток (Х’_S2 = К²_ТРX_S2);

Z’_H – сопротивление нагрузки (Z’_H = К²_ТРZ_H).

Параметры схемы замещения трансформатора определяют по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

При опыте холостого хода к первичной обмотке подводят напряжение U_1X= U_1HОМ, измеряют P_1X, I_1X и U_1X. (Вместо P_1X можно измерить _1X – угол сдвига фаз между входными напряжением и током).

Опыт короткого замыкания проводят при пониженном напряжении U_1K, при котором токи обмоток достигают номинальных значений I_1K = I_1НОМ, I_2K  I_2НОМ. Измеряют P_1К (либо _1К), I_1К,U_1К, I_2К.

Векторная диаграмма для схемы замещения строится исходя из уравнений, составленных по первому и второму законам Кирхгофа:

I₁ = I’₂ + I₀;

U₀ = U’₂ + R’₂ I’₂ + X’_S2 I’₂;

U₁ = U₀ + R₁ I₁ + X_S1 I₁.

Можно предложить следующую последовательность при построении (рис. 5).

В произвольно выбранном направлении строим вектор напряжения на нагрузке U’₂ = К_ТРU_Н и под углом _Н к нему вектор тока нагрузки I’₂ = I_Н / К_ТР (см. рис. 5). На рисунке принято _H>0. Из конца вектора U’₂ строим векторы R’₂I’₂ (параллельно I’₂) и X’_S2I’₂ (перпендикулярно I’₂). Полученная сумма равна напряжению U₀. Вектор магнитного потока Ф₀ отстает от него на 90^о.

Далее под углом _1Х к вектору U₀ строим вектор I₀  I_1Х и находим вектор тока I₁ как сумму I’₂ и I₀.

Затем от конца вектора U₀ откладываем падения напряжений R₁I₁ (параллельно I₁) и X_S1I₁ (перпендикулярно I₁) и находим U₁ как сумму этих трех векторов.

Рис. 5.

В лабораторной работе используются трансформаторы с разъемным сердечником и сменными катушками. Номинальные параметры этих трансформаторов при частоте 50 Гц приведены в табл. 3.

Таблица 3

W	UH, B	IH, мА	R, Ом	SH, ВА
100	2,33	600	0,9	1,4
300	7	200	4,8	1,4
200	21	66,7	37	1,4