Вопросы для самопроверки

1. Определение и классификация трансформаторов.

2. Принцип работы трансформатора.

3. Какие параметры можно определить по результатам опыта холостого хода?

4. Какие параметры можно определить по результатам этого опыта короткого замыкания?

5. Нарисовать полную схему замещения трансформатора и пояснить, что означают ее сопротивления.

6. Определение и вид внешней характеристики трансформатора.

7. Запишите выражение для определения изменения вторичного напряжения трансформатора.

8. В каком случае напряжение на вторичной обмотке трансформатора может оказаться выше напряжения холостого хода?

9. Перечислите потери в трансформаторе. Какие из них относятся к постоянным, какие к переменным и почему?

10. КПД трансформатора: определение, зависимость от нагрузки. Максимальный КПД.

11. Особенности конструкции автотрансформаторов.

12. В чем заключаются достоинства и недостатки автотрансформаторов? Как это используется на практике?

13. Определение, особенности работы и схема сварочного трансформатора.

14. Для чего предназначены измерительные трансформаторы?

15. Разновидности измерительных трансформаторов.

16. Особенности работы измерительного трансформатора напряжения.

17. Особенности работы измерительного трансформатора тока.

18. Схемы включения измерительных трансформаторов.

Задача 1. Потребители электрической энергии питаются от трехфазного двухобмоточного трансформатора с номинальной мощностью S_ном при номинальном первичном U_1ном и вторичном U_2ном линейных напряжениях номинальной частоты f = 50 Гц.

Таблица 1. Тип трансформатора и его паспортные данные

Тип трансформатора
	кВА	кВ	кВ	кВт	кВт	%
ТСЗ-400	400	10	0,4	1,3	5,4	5,5

Технические данные трансформатора: потери мощности при холостом ходе Р₀, потери мощности при коротком замыкании Р_кз, напряжение короткого замыкания u_к% при токах в обмотках I_1ном, I_2ном, равных номинальным. Ток холостого хода принять равным 0,1 I_1ном.

Схема соединения обмоток трансформатора Y/Δ.

Принимая во внимание паспортные данные трансформатора, приведенные в таблице 1, требуется определить:

1. Коэффициент трансформации трансформатора (k_т).

2. Номинальные токи в обмотках трансформатора (I_1ном, I_2ном).

3. Коэффициент полезного действия трансформатора (η_ном) при номинальной нагрузке и коэффициенте нагрузки cosφ₂ = 0,8.

4. Сопротивления короткого замыкания (R_к, X_к).

5. Параметры полной схемы замещения трансформатора считая, что

6. Вторичное напряжение трансформатора при токе нагрузки и .

Решение

1. Коэффициент трансформации

2. Номинальные токи первичной и вторичной цепи определяются из выражений

Так как первичная обмотка трансформатора соединена по схеме «звезда», то токи в обмотках равны линейному току, т.е.

Вторичная обмотка соединена по схеме «треугольник», следовательно, токи в обмотках ─ это фазные токи и они равны:

3. Коэффициент полезного действия определяется из выражения:

При номинальной нагрузке , следовательно

Т.е.

4. Сопротивление короткого замыкания можно определить по результатам опыта короткого замыкания

Учтем, что мощность короткого замыкания указывается в паспорте трансформатора для трех фаз, тогда мощность одной фазы будет равна

Сопротивления короткого замыкания найдем по выражениям (25):

5. Для определения параметров схемы замещения трансформатора учтем, что

и , при условии, что и

Тогда

Зная приведенные сопротивления вторичной обмотки, можно определить их действительные значения.

Так как

Сопротивление ветви намагничивания определим по результатам опыта холостого хода.

Ток холостого хода

Тогда

6. Вторичное напряжение найдем в следующем порядке.

Сначала определим

(по условию).

Теперь можно найти вторичное напряжение

Таким образом, при токе нагрузки, в 2 раза превышающем номинальный ток, напряжение на вторичной обмотке будет равно 382 В, то есть, близко к номинальному линейному напряжению трехфазной цепи.