1.4.Рабочий режим трансформатора: уравнение равновесия намагничивающих сил (УРНС)

 

В рабочем режиме трансформатор подключен под полное номинальное напряжение.

 

7

Рис.1.7 – Электрическая схема трансформатора

 

 

→     →    →      →

E2=> I2=> F2 => Ф2↔Ф(t) =>

Совокупный магнитный поток и совокупная магнитная сила определяется как результат взаимодействия Ф1 и Ф2 и F1 и F2.

 

                                                                                             (1.21)

                                                                                             (1.22)

 

Можно убедиться, что при любом рабочем режиме суммарная намагничивающая сила первичной и вторичной обмотки должна быть точно такой же как и в режиме ХХ. В таком случае, для рабочего режима трансформатора справедливо следующее уравнение равновесия намагничивающих сил (УРНС):

→  →  →

F1+F2= F10                                                                                                (1.23)

→       →             →

I1*W1+ I2*W2=W1*I10 (I10ток ХХ)                                                 (1.24)

Удобно найти из этого уравнения значение I1, выраженное через I2, и являющееся техническим параметром трансформатора I10 (ток ХХ).

 

→  →  →                 →   →

I1= I10- I2 (W1/W2) = I10- I′2                                                                             (1.25)

      →  →

где I′2= I2/n, где n=W1/W2.

→  →  →

I1= I10- I2  (УРНС).                                                                                            (1.26)

УРНС позволяет наметить Т-образную схему замещения трансформаторов.

8

Рис 1.8 – Т-образная схема замещения трансформатора

 

Физические процессы в трансформаторе в рабочем режиме наглядно поясняет векторная диаграмма, соответствующая УРНС, которое удобно записать в форме:

        →                 →   →

I1*W1= W1*I10 - I2* W2                                                               (1.27)

 

9

Рис. 1.9 – Векторная диаграмма работы трансформатора

 

 

 

1.5.Рабочий режим трансформатора: эквивалентная схема

 

При формировании эквивалентной схемы необходимо обеспечить ее преемственность в схеме замещения трансформатора для ХХ. Кроме того, поиск схемы замещения будем осуществлять с учетом выявленной ранее возможности построения Т-образной эквивалентной схемы трансформатора.

10

Рис. 1.10 – Эквивалентная схема трансформатора в рабочем режиме

 

Эквивалентную схему можно построить, пользуясь следующими уравнениями:

    (уравнение электрического воздействия)      (1.28)

                                                                                                          (1.29)

 

 

1.6.Рабочий режим трансформатора: векторная диаграмма при нагрузке индуктивного характера

 

Рис. 1.11 - Векторная диаграмма при нагрузке индуктивного характера

 

отстает от  на 90

 отстает от его задающего тока  на угол запаздывания α. Ток  отстает от создающей его ЭДС =.

переносим параллельно вверх к  для построения . Переносим  вверх, получаем -. -вектор параллельный . Повернем его на 90 получаем j.

 

 

 

1.7.Рабочий режим трансформатора: векторная диаграмма при емкостном характере нагрузки.

Рис. 1.12 - Векторная диаграмма при емкостном характере нагрузки

 

Изменится , он не отстает от , а идет впереди.

Элементы схемы замещения трансформатора оценивают по данным измерений, выполняемым при проведении специально организованных опытов ХХ и КЗ.