skanuj

Jest ono wielkością charakteryzującą transformator i wynosi Uz« = 4 % - dla mniejszych transformatorów , a dla większych - \Jz<n =12%.

Na podstawie pomiarów wykreśla się podstawowe charakterystyki stanu zwarcia: l\z ⁼ f O-Jiz), Piz = f (Uiz) oraz cos cp_lz = f (U|_Z). Cliarakterystyki te pokazano na rys. 11.

7. SPRAWNOŚĆ TRANSFORMATO RA

Sprawność określa zależność

P

11

Rys. 11. Charakterystyki stanu zwarcia

Na podstawie zależności I[_Z - F (Ujz) (lub przez pomiar) wyznacza się napięcie zwarcia (U_z) oraz oblicza jego procentową wartość.

Biorąc pod uwagę, że zależność Ijz ⁼ f (Uxz) jest praktycznie liniowa, możemy ekstrapolując tę

zależność napisać:

tga =

^JLV

Uy

zu

U

N

gdzie:    Pi * moc pobierana przez odbiornik (odbiorniki) przyłączone do uzwojenia wtórnego

transformatora. W warunkach laboratoryjnych sprawność wyznacza się przez pomiar mocy pobieranej Pi pr/.ez uzwojenie pierwotne oraz mocy Pi pobieranej z uzwmenia wtórnego przez odbiorniki.

Ogólnie sprawność obliczyć można z zależności

JjL__

-•100%

P₂ + AP_Fe + 7j R_{ + I₂R2

w której: stałe straty w rdzeniu przy napięciu znanijonowv-o wyznaczone w stanie jałowym 2

11    R\ - straty w uzwojeniu pierwotm. *1 2

1₂    R₂ - straty w uzwojeniu wiOHiylU

1 Straty te można obliczyć mierząc prądy I| oraz lj mając wcześniej pomierzone rezystancje uzwojeń. Przebieg sprawności podaje się jako zależność od mocy wydawanej Pj, przy czym w przypadku I obciążenia rezystancyjnego P₂ ⁼ U ₂ ' I ' 0': • napię- ■■ na zaciskach uzwojenia wtórnego). Typowy przebieg sprawności pokazano na rys. 12.

TM

skąd otrzymamy

^JZU

Ujt

V_Z

gdzie:

Izu - spodziewany prąd zwarcia, jaki popłynie przy zwarciu awaryjnym.

Jeżeli np. napięcie zwarcia wynosi U_z% — 4 % (8,8 V), a napięcie znamionowe Ujg = 220 V, to spodziewany prąd przy zwarciu awaryjnym wyniesie I_zu ⁼ 25 I_JN. Określanie w ten sposób spodziewanego prądu zwarcia awaryjnego umożliwia właściwy dobór zabezpieczeń transformatora.

Ponadto równość napięć zwarcia jest jednym z warunków poprawnej pracy równoległej transformatorów.

Ponieważ napięcie zasilające transformator w stanie zwarcia jest niewielkie, niewielki jest strumień magnetyczny i co się z tym wiąże siły elektromotoryczne E] i E2.

Niskie napięcie powoduje, że straty w rdzeniu transformatora są pomijalne. Jeżeli np. założymy, że napięcie zwarcia wynosi U_z ⁼ 8,8 V (U_Z% = 4 %), to straty w rdzeniu będą wynosiły zaledwie 0,16 % tych strat przy napięciu znamionowym.

Włączony do układu pomiarowego watomierz mierzy moc czynną P_IZ pobieraną z sieci w stanie zwarcia. Moc ta pokrywa straty występujące w transformatorze.

P_[Z = &P??_e + APjj _ł + APjj ₂ « /|²/?! -I- I₂ R₂

gdzie: AP|.-_e w 0    - straty w rdzeniu

APui_v AT'u2 * straty w uzwojeniu pierwotnym i wtórnym

Tak więc zależność Pj_Z — f (I)_Z) stanowi przebieg łącznych strat w uzwojeniach.

P:

Rys. 12. Przebieg sprawności transfornuP¹' <\ a

Transfoniiiiiory pracują przy zmiennym olow.żeniu. W zaMżności od przeznaczenia Lni* formatora dobici 1 się odpowiednio stosunek slfi'¹ APu / APpc. .my maksimum sprawności wstępowało przy takim obciążeniu (Pjn«x), jakie trwa najdłużej. Na ogól buduje się transformatory, w których stosunek APu / APf> = 3 t 5.

Sprawność w stanie jałowym jest równa zeru, gm™ cala pobrana 7 sieci moc pozostaje w u a- format-irze i p— >ywa występujące straty. Ze w/ 'r.tem obciążeniu sprawność szybko wzrasta i osl-Uia maksimum, ff« czym nieco maleje.

Maksymalna sprawność występuje przy takim obciążeniu, przy którym łączne straty w uzwojeniach APu równają się stratom w rdzeniu (APu = AP_Ke).

Sprawność zależy również od współczynnika niocy odbiornika. Ze wzrostem tego współczynnika -sprawność wzrasta. W związku z tym zamiast mocy P2 nm ny napisać

7 =

U₂I₂ cosy?₂ U₂I₂ cos (p₂ + AP_Fe + A/}/

100%

Transformatory charakteryzują się wysoką sprawnością /> transformatorach bardzo dużej mocy dochodzi do 99 %.

-nnową. Wynosi ona r)_;J = 95 % * 98 %, a w