Электрические характеристики трансформаторов

Режим холостого хода означает, что цепь вторичной обмотки разомкнута, цепь первичной обмотки находится под номинальным напряжением. В таком режиме измеряют следующие характеристики холостого хода трансформатора:

● Номинальное вторичное напряжение;

● Ток холостого хода, определяют в процентах к номинальному току;

● Потери холостого хода, мощность, определяемая в процентах к номинальной мощности;

● Коэффициент трансформации;

Режим короткого замыкания означает, что цепь вторичной обмотки замкнута накоротко. Если цепь первичной обмотки находится под напряжением, то такой режим опасен для трансформатора, так как является аварийным. На практике характеристики короткого замыкания трансформатора измеряют следующим образом – в цепи первичной обмотки начинают повышать напряжение до тех пор, пока напряжение и ток в цепи вторичной обмотки не достигнут номинальных значений, получая таким образом:

● Номинальное напряжение короткого замыкания, выраженное в процентах к номинальному первичному напряжению. Для силовых трансформаторов обычно эта величина составляет 5-10% от номинального рабочего напряжения;

● Потери короткого замыкания, мощность, расходуемая на электрические потери в обмотках трансформатора;

● Ток короткого замыкания;

Режим работы под нагрузкой означает, что цепь вторичной обмотки трансформатора замкнута на нагрузку. При изменении величины нагрузки, напряжение в цепи вторичной обмотки также будет изменяться. При этом на изменение величины вторичного напряжения влияет как величина активной составляющей нагрузки, так и ее реактивная составляющая. Поэтому данная характеристика является важнейшей для трансформатора и называется - внешняя характеристика трансформатора.

Характеристика коэффициента полезного действия трансформатора.

При работе трансформатора неизбежно возникают потери мощности на нагрев обмоток и вихревые магнитные токи в магнитопроводе. Поэтому мощность на входе и на выходе трансформатора различна:

● Коэффициент полезного действия равен отношению активной мощности на выходе к активной мощности на входе.

На практике КПД трансформатора составляет 98-99%. Обычно КПД вычисляется с использованием полученных значений потерь холостого хода и потерь короткого замыкания.

Характеристики трансформаторов по назначению

● Силовые трансформаторы общего и специального назначения; К силовым трехфазным трансформаторам относят такие, мощность которых более 6,3 кВА, к силовым однофазным относят такие, мощность которых более 5 кВА. Силовые однофазные и трехфазные трансформаторы служат для ступенчатого повышения/понижения напряжения в системе электроснабжения и распределения энергии. К трансформаторам специального назначения относятся такие, которые должны работать в специальных условиях, например, в шахте, в печи или должны служить для выпрямления тока.

● Импульсные трансформаторы, позволяющие изменять параметры коротких импульсов тока или напряжения. Такие трансформаторы применяются как преобразовательные элементы или разделяющие трансформаторы;

● Преобразователи частоты, выпрямители позволяют преобразовать величину напряжения для согласования с нагрузкой; позволяют изменить число фаз для сглаживания выпрямленного напряжения и тока; позволяют получить нулевую точку для включения вентилей по лучевым схемам; позволяют изолировать сети переменного тока от сети постоянного тока; позволяют улучшить формы первичного тока, забираемого из сети;

● Измерительные трасформаторы, для измерения тока и напряжения;

● Трансформаторы тока служат для изменения величины тока.

Такие трансформаторы применяются в измерительных и защитных цепях для контроля параметров тока;

● Трансформаторы для плавного регулирования напряжения. Плавное регулирование напряжения достигается тремя способами: использование скользящих контактов, использование подвижной вторичной обмотки, использование подмагничивания шунтов магнитопровода. Применяются такого типа трансформаторы в железнодорожном транспорте;

Характеристики трансформаторов по виду охлаждения

● масляные.

Используется специальное трансформаторное масло, в которое погружен весь трансформатор для достижения двух целей: изоляции обмоток от корпуса и для отвода тепла, выделяемого за счет потери мощности в обмотках;

- сухие.

В качестве изолирующей среды обмоток от корпуса служит специальный элегаз, а охлаждение достигается за счет циркуляции атмосферного воздуха;

Характеристики трансформаторов по числу фаз

● Однофазные;

● Трехфазные;

Характеристики трансформаторов по форме магнитопровода

● стержневые, края обмоток не охвачены ярмами;

● броневые, края обмоток охвачены ярмами;

● бронестержневые;

● тороидальные;

Характеристики трансформаторов по числу обмоток на фазу

● двухобмоточные;

● трехобмоточные;

● многообмоточные;

Характеристики трансформаторов по типу соединения первичной и вторичной обмотки

● трансформаторы с магнитной связью между обмотками;

● трансформаторы с магнитной и гальванической связью между обмотками (автотрансформаторы);