skanuj0004

8

Czyli ostatecznie

gdzie:

w₂

W]

I] ~I]Q +

w₂

~ I 7 -

W, J

Rys. 7. Wykres wskazowy przepływów

Widać, że prąd uzwojenia pierwotnego stanowi sumę geometryczną prądu stanu jałowego (I _l0) i sprowadzonego (przeliczonego) prądu obciążenia

uzwojenia wtórnego (1₂ )

Narysujemy obecnie powyższy wykres nieco inaczej

(rys- 7.).

Pracę transformatora obciążonego charakteryzuje wykres wskazowy przedstawiony na rys. 8.

Z wykresu wskazowegó widać, że

I₂ cos y/₂ = /j cos q>\ -7jo cos

Mnożąc przez Ui otrzymamy

U\l₂ cosiy₂ =U\I\ coscp\ — Ł/j/cos^jo

Moc. jaką transformator oddaje w obwodzie wtórnym jest równa mocy pobranej z sieci (Pi) pomniejszonej o wielkość mocy pobieranej w stanie jałowym, jeżeli pominiemy straty w

uzwojeniach (/₂ Ri +    )•

Pełny wykres wskazowy transformatora pokazano na tys. 9.

Prąd I₂ oraz kąt przesunięcia fazowego <p₂ pomiędzy napięciem U₂ na zaciskach transfonnatora zależy' od właściwości odbiorniką które charakteryzuje jego impedancja Z„ oraz kąt fazowy tp₀.

Rys. 8. Wykres wskazowy transformatora przy' obciążeniu indukcyjno-czynnym

Rys. 9. Pełny wykres wskazowy transformatora

6. STAN ZWARCIA

Stan zwarcia    transformatora,    zwany

również    zwarciem    pomiarowym    lub

laboratoryjnym, polega    na zwarciu uzwojenia

wtórnego    przewodem o    odpowiednio    dużym

przekroju. Natomiast uzwojenie pierwotne jest zasilane obniżonym napięciem.

Stan ten należy odróżnić od zwarcia awaryjnego, kiedy transformator zasilany jest napięciem znamionowym, a jego uzwojenie wtórne zostanie zwarte. Jeżeli transformator nie jest odpowiednio zabezpieczony lub gdy nie działają we właściwym czasie zabezpieczenia - nastąpi awaria, prąd zwarciowy może uszkodzić izolację (spalenie), może nastąpić wybuch (w transformatorach, gdzie rdzeń zanurzony jest w kadzi z olejem izolacyjnym) występują duże siły działające na uzwojenia oraz szereg bezpośrednich lub pośrednich skutków.

Rys. 10. Schemat połączeń do badania transformatora w stanie zwarcia

Badania laboratoryjne w stanie zwarcia dają praktyczne informacje co do właściwości transformatora oraz jego właściwej eksploatacji. Badania stanu zwarcia transformatora przeprowadza się w układzie przedstawionym na rys. 10. Uzwojenie wtórne transformatora jest zwarte przewodem o malej rezystancji tak, napięcie na zaciskach uzwojenia wtórnego było równe zeru (U₂ * 0). Można również włączyć w obwód zwartego uzwojenia amperomierz lub po prostu uzwojenie wtórne zewrzeć przy pomocy amperomierza.

Uzwojenie pierwotne zasilane jest z regulowanego źródła napięcia (autotransformator AT). W układzie pomiarowym znajduje się amperomierz mierzący prąd zwarcia (Iu), watontierz, który' mierzy pobieraną moc czynną (Pi*) oraz woltomierz mierzący napięcie (Ui₇) na zaciskach transformatora.

Badanie polega na stopniowym zwiększaniu napięcia począwszy od zera i obserwacji prądu zwarciowego. Jednocześnie są odczytywane wskazania mierników. Napięcie zwiększa się do takiej wartości, której odpowiada prąd zwarciowy (1,3 + 1,4) 1^.

Transformator w trakcie próby zwarcia nie ulega uszkodzeniu, gdyż małe jest napięcie zasilające, a prąd w czasie krótkich badań przekracza niewiele wartość prądu znamionowego.

Ważnym pojęciem, jakim operujemy stanie zwarcia jest napięcie zwarcia.

Napięcie zwarcia - jest to napięcie, jakim należy zasilić transformator, aby popłynął prąd znamionowy przy zwartym uzwojeniu wtórnym.

Napięcie zwarcia Uz wyraża się zwykle w procentach napięcia znamionowego (Un)-

V ₇    ,

^u,<>/ ⁼Tr~'^m°/o

/o U _N