Мощность потерь в трансформаторе
Отношение активной мощности
Р2 на выходе трансформатора к
активной мощности
Р1 на входе
h = Р2 / P1 или h(%) = (Р2 / P1 )×100 %
называется коэффициентом полезного действия трансформатора. Коэффи- циент полезного действия трансформатора зависит от режима работы.
При номинальных значениях напряжения
U1 = U1Н
и тока
I1 = I1Н
на первичной обмотке трансформатора и коэффициенте мощности прием-
ника cosj 2 >0,8 коэффициент полезного действия очень высок и у мощных
электрических трансформаторов превышает 99 %.
По этой причине не применяется прямое определение коэффициента полезного действия трансформатора на основании непосредственного из-
мерения мощностей
Р1 и
Р2 , так как для получения удовлетворительных
результатов нужно было бы измерять мощности
Р1 и
Р2 с очень высокой
точностью (свыше 1 %), что практически трудно получить.
Но относительно просто можно определить коэффициент полезного действия методом косвенного измерения, основанного на прямом измере- нии мощности потерь в трансформаторе.
Так как мощность потерь действия трансформатора
DP = P1 - P2 , то коэффициент полезного
h = P2
= P1 - DP = 1 - DP = 1 - DP .
P2 + DP P1 P1 P2 + DP
Мощность потерь в электрических трансформаторах равна сумме
мощностей потерь в магнитопроводе
|
|
|
Р с (потери в стали) и в проводах об-
моток Р M
(потери в меди).
При номинальных значениях первичных напряжений U1 = U1н
и тока
I1 = I1н
мощности потерь в магнитопроводе и проводах обмоток практиче-
ски равны активным мощностям трансформатора в опытах холостого хода и короткого замыкания соответственно.
Автотрансформаторы
В ряде случаев при передаче электроэнергии требуется соединить через трансформатор электрические цепи, отношение номинальных на- пряжений которых не превышает два, например цепи высокого напряже- ния 110 и 220 кВ.
В подобных случаях экономически целесообразно вместо электро- трансформатора применить автотрансформатор, так как его коэффициент полезного действия выше, а габариты меньше, чем у электротрансформа- тора той же номинальной мощности.
Автотрансформатор отличается от электротрансформатора тем, что имеет лишь одну обмотку – обмотку высшего напряжения, а обмоткой низшего напряжения служит часть обмотки высшего напряжения (рису- нок 6.6).
Обмотка высокого напряжения автотрансформатора может быть первичной (рисунок 6.6,а) и вторичной (рисунок 6.6,б).
Напряжения и токи автотрансформатора связаны теми же прибли- женными соотношениями, что и в электротрансформаторе, если пренеб-
|
|
|
речь резистивными сопротивлениями обмоток ( r1 = r2
= 0 ) и индуктивны-
ми сопротивлениями потоков рассеяния ( x LS1 = x LS 2
= 0 )
U1 » w1 U 2 w2
» I1 .
I2
Ток в общей части обмотки равен разности первичного ного токов (рисунок 6.6).
I&1
и вторич-
Если коэффициент трансформации лишь немного отличается от еди-
ницы, то действующие значения токов
I 2 и
I1, и их фазы почти одинаковы
и их разность ( I 2 - I1) мала по сравнению с каждым из них.
Поэтому общую часть первичной и вторичной обмоток можно сде- лать из значительно более тонкого провода, то есть стоимость обмотки ав- тотрансформатора меньше, чем обмоток электротрансформатора и для ее размещения требуется меньше места.
Расчетная полная мощность общей части обмотки автотрансформа-
тора
S ¢ » U 2 (I 2 - I1 ) » U 2 I 2 (1 - w2 / w1 ).
Расчетная полная мощность остальной части обмотки
S ¢¢ » I1 (U1 - U 2 ) » U1I1 (1 - w2 / w1 ).
А так как приближенно U 2 × I2 » U1 × I1 , то S' » S" » S ат .
Расчетная полная мощность каждой из обмоток обычного трансфор- матора
|
|
|
S T » I 2U 2 » U1I1 .
Следовательно, при одной и той же полной мощности в сопротивле- нии нагрузки получается следующее соотношение между расчетными пол- ными мощностями автотрансформатора и электротрансформатора
S AT
S ЭТ
= 1 - w2 ,
w1
то есть чем меньше различаются числа витков
w2 и
w1 (коэффициент
трансформации форматор.
К близок к единице), тем выгоднее применять автотранс-
. .
I1 I2
| . U1 |
| w1 |
| . I2 |
| . I1 |
| w |
| 2 |
| . I2 |
| . I1 |
| w |
| 2 |
| . |
| . U1 |
| w |
| U |
| 2 |
| 1 |
| . . I1 I2 |
U2
a) б)
Рисунок 6.6 – Схема автотрансформаторов с первичной обмоткой высшего напряжения (а) и первичной обмоткой низ- шего напряжения (б)
|
|
|
Так как первичная и вторичная цепи автотрансформатора электриче- ски соединены, то при высоком напряжении на первичной стороне и большом коэффициенте трансформации (например, К =6000 В/220 В), при пользовании вторичным напряжением необходимо принимать дополни- тельные меры к обеспечению безопасности и усилению изоляции вторич- ной электрической цепи.
Широкое применение находят лабораторные маломощные авто-
трансформаторы (ЛАТРы), позволяющие изменениям положения точки а
(рисунок 6.6.) регулировать вторичное напряжение.
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 57; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!