Напряжение короткого замыкания.

Обычно составляет 5 – 8 %

Значение указано на щитке трансформатора. Активная составляющая напряжения короткого замыкания находится по формуле

реактивная составляющая напряжения короткого замыкания

Процентные значения напряжения cвязаны между собой соотношением:

Вторичное напряжение трансформатора. Изменение вторичного напряжения определяется в процентах

Введём понятие коэффициента нагрузки трансформатора  

или

 

где в процентах.

Вторичное напряжение:

Значение  (при номинальной нагрузке) может быть найдено по каталожным данным, где приводится значение

Внешняя характеристика трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора представляет зависимость между вторичным напряжением

Внешняя характеристика при активной и активно-индуктивной нагрузке представлена на рисунке. Чем больше нагрузка, т. е. чем больше ток I₂, тем меньше напряжение U₂. В пределах от холостого хода  до номинальной нагрузки, т.е. от I₂= 0 до I₂ = I_2ном (0 напряжение U₂ изменяется лишь на несколько процентов.

Мощность потерь и КПД трансформатора. Постоянные и переменные потери. Уравнение баланса мощности в цепи с трансформатором

+

где  активная мощность, поступающая из сети питания (от источника); мощность потребителей; мощность потерь в трансформаторе;  мощность потерь в стали; мощность потерь в проводах обмоток.

Мощность потерь в стали магнитопровода из-за гистерезиса и вихревых токов  зависит от амплитуды магнитного потока а т. к.  const
то мощность потерь в стали не зависит от нагрузки при неизменном значении . Эти потери составляют 1 – 2 % номинальной мощности. Мощность потерь в проводах обмоток зависит от нагрузки, т. к.

КПД трансформатора можно рассчитать по  формуле:

Так как коэффициент нагрузки  и в опытах холостого хода и короткого замыкания было получено, что а
то КПД:

Из этого выражения можно найти значение коэффициента нагрузки при котором КПД максимален. Приравняв нулю производную получим:

Это значит, что КПД максимален при равенстве мощностей потерь в проводах обмоток и стали

Обычно для трансформатора и, значит, . Таким образом, наибольшее значение КПД трансформатора  будет при нагрузке 70 – 50 % номинальной.

 

Трёхфазные трансформаторы

Магнитная система трёхфазных трансформаторов имеет два конструктивных исполнения:

 

Групповой трансформатор каждая из трёх фаз имеет самостоятельный магнитопровод.

Трёхстержневой трансформатор имеет связанную магнитную систему. Первичная и вторичные обмотки каждой фазы располагаются на одном стержне.

Обмотки трансформатора соединяют либо звездой либо треугольником

Группы соединений обмоток. Угол сдвига фаз между линейными одноимёнными напряжениями (высшим и низшим) определяет так называемую группу соединения обмоток. Этот угол записывается в соответствии с расположением стрелок часов.

Если минутная стрелка направлена к цифре 12(0) – нулевая группа соединения, т. е. и первичная и вторичная обмотки соединены звездой

Если первичная обмотка соединена звездой, а вторичная обмотка треугольником:  угол сдвига фаз между напряжениями  и  составляет 330  поэтому группа соединений обмоток записывается так: