Wyznaczanie zmienności napięcia
Tabela pomiarowa:
Lp. | I2/I2n | I2 | u | U2 | cosφ2 | sinφ2 | uR | uX | U2n | Uwagi |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
- | A | - | V | - | - | - | - | V | ||
1 | 0,25 | 2,9 | 0,0081 | 496 | 0,8 | 0,6 | 0,021 | 0,025 | 500 | Obciążenie indukcyjne |
2 | 0,5 | 5,75 | 0,0160 | 492 | ||||||
3 | 0,75 | 8,63 | 0,0240 | 488 | ||||||
4 | 1 | 11,5 | 0,0320 | 484 | ||||||
5 | 1,25 | 14,375 | 0,0400 | 480 | ||||||
6 | 0,25 | 2,9 | -0,0081 | 504 | 0,8 | -0,6 | 0,021 | 0,025 | 500 | Obciążenie pojemnościowe |
7 | 0,5 | 5,75 | -0,0161 | 508 | ||||||
8 | 0,75 | 8,63 | -0,0242 | 512 | ||||||
9 | 1 | 11,5 | -0,0322 | 516 | ||||||
10 | 1,25 | 14,375 | -0,0403 | 520 |
Charakterystyka :
U2=f(I2)
Przykładowe obliczenia:
- wartości napięcia oraz składowych czynnej i biernej napięcia
$$u_{Z} = \frac{\text{Uz}}{U_{N}} = \frac{16,5}{500} = 0,033$$
uR = uZcosφZ = 0, 033 * 0, 65 = 0, 021
uX = uZsinφZ = 0, 033 * 0, 75 = 0, 025
- względna zmiana napięcia strony wtórnej
$$u = \frac{I}{I_{n}}\left( u_{R} \right.\ \cos\varphi_{2} + u_{X}\sin\varphi_{2}) + 0,005\left( \frac{I}{I_{n}} \right)^{2}{(u_{R}\sin\varphi_{2} - u_{X}\cos\varphi_{2})}^{2}$$
$$u = \frac{2,9}{11,5}\left( 0,021* \right.\ 0,8 + 0,025*0,6) + 0,005\left( \frac{2,9}{11,5} \right)^{2}{(0,021*0,6 - 0,025*0,8)}^{2} = 0,0081$$
- napięcie strony wtórnej
U2 = U2n(1−u) = 500 * (1−0,0081) = 496
$$\delta U_{n} = \frac{U_{2n} - U_{20}}{U_{2n}} = \frac{516 - 500}{516} = 0,031$$
Wyznaczanie sprawności transformatora
Tabela pomiarowa:
Lp. | I2/I2n | I2 | Pzn | ΔPc | P2 | cosφ2 | η | ΔP*obc | ΔP*obcp | ΔP*obcd | Uwagi |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
- | A | W | W | W | - | - | W | W | W | ||
1 | 0,25 | 2,875 | 230 | 159 | 2500 | 1 | 0,940 | 9,2 | 7,3 | 1,9 | Obciążenie czynne |
2 | 0,5 | 5,75 | 187 | 5000 | 0,964 | 36,7 | 29,0 | 7,7 | |||
3 | 0,75 | 8,625 | 233 | 7500 | 0,970 | 82,7 | 65,3 | 17,3 | |||
4 | 1 | 11,5 | 297 | 10000 | 0,971 | 147,0 | 116,2 | 30,8 | |||
5 | 1,25 | 14,375 | 380 | 12500 | 0,971 | 229,7 | 181,5 | 48,2 | |||
6 | 0,25 | 2,875 | 159 | 2000 | 0,8 | 0,926 | 9,2 | 7,3 | 1,9 | Obciążenie indukcyjne | |
7 | 0,5 | 5,75 | 187 | 4000 | 0,955 | 36,7 | 29,0 | 7,7 | |||
8 | 0,75 | 8,625 | 233 | 6000 | 0,963 | 82,7 | 65,3 | 17,3 | |||
9 | 1 | 11,5 | 297 | 8000 | 0,964 | 147,0 | 116,2 | 30,8 | |||
10 | 1,25 | 14,375 | 380 | 10000 | 0,963 | 229,7 | 181,5 | 48,2 |
Charakterystyki:
ΔPc=f(I2)
η =f(I2)
Przykładowe obliczenia:
- straty obciążeniowe
$$\Delta P_{\text{obcp}} = \left( \frac{I_{2}}{I_{2n}} \right)^{2}3(I_{1n}^{2}R_{1} + I_{2n}^{2}R_{2})\frac{T_{2} - 38}{T_{1} - 38}$$
$$\Delta P_{\text{obcp}} = \left( \frac{2,875}{11,5} \right)^{2}3\left( 27^{2}*0,0350 + {11,5}^{2}*0,310 \right)\frac{\left( 20 + 273 \right) - 38}{\left( 23 + 273 \right) - 38} = 7,3W$$
$$\Delta P_{\text{obcd}} = \left( \frac{I_{2}}{I_{2n}} \right)^{2}(P_{\text{zn}} - 3\left( I_{1n}^{2}R_{1} + I_{2n}^{2}R_{2} \right))\frac{T_{1} - 38}{T_{2} - 38}$$
$$\Delta P_{\text{obcd}} = \left( \frac{2,875}{11,5} \right)^{2}\left( 230 - 3\left( 27^{2}*0,0350 + {11,5}^{2}*0,310 \right) \right)\frac{\left( 23 + 273 \right) - 38}{\left( 20 + 273 \right) - 38} = 1,9W$$
ΔPobc = ΔPobcp + ΔPobcd
ΔPobc = 7, 3 + 1, 9 = 9, 2W
- straty całkowite
ΔPc = ΔPobc + ΔPFE
ΔPc = 9, 2 + 150 ≅ 160W
- moc oddawana
$$P_{2} = \frac{I_{2}}{I_{2n}}S_{n}\cos\varphi_{2}$$
$$P_{2} = \frac{2,875}{11,5}*10000*1 = 2500W$$
- sprawność transformatora
$$\eta = \frac{P_{2}}{P_{1}} = 1 - \frac{\Delta P_{c}}{P_{2} + \Delta P_{c}}$$
$$\eta = \frac{P_{2}}{P_{1}} = 1 - \frac{160}{2500 + 160} = 0,94$$
Gdzie:
- Pzn − moc pobrana w stanie zwarcia przy pradzie Iz = I2n = 230W
- T2 − umowna temperatura pracy K = 20C + 273 = 293 K
- T1 − temperatura otoczenia podczas pomiarow K = 23C + 273 = 296 K
- Sn − 10kVA
- PFE − dla napiecia znamionowego w stanie jalowym − 150W