Incercarile de functionare in gol si in scurtcircuit

Incercarile de functionare in gol si in scurtcircuit

Pentru determinarea experimentala a pierderilor de putere activa intr-un transformator se executa incercarile de functionare in gol si in scurtcircuit. Din aceste incercari se determina si parametrii necesari pentru stabilirea schemei echi-valente a transformatorului.

Pierderile de putere activa in transformator sunt de doua forme: pierderi in fierul magnetic p_Fe si pierderi in cuprul infasurarilor p_Cu. Si a doua forma de pier-deri se datoreaza transformarii energiei electrice in caldura. Pierderile in fier, reprezinta suma pierderilor prin curenti turbionari si histerezis magnetic, si la frec-venta data f sunt proportionale cu patratul fluxului magnetic.

Pierderile in cupru p_Cu, reprezinta suma pierderilor in cuprul infasurarii pri-mare p_Cu1 si in cuprul infasurarii secundare p_Cu2, si sunt proportionale cu patratul curentilor ce trec prin infasurari. Pentru determinarea pe cale experimentala a celor doua forme de pierderi, este necesar a se indeplini urmatoarele conditii:

a)      la efectuarea incercarilor transformatorul nu trebuie sa debiteze putere consumatorilor, adica puterea absorbita de infasurarea lui primara, tre-buie sa echilibreze numai pierderile din transformator;

b)     montajul experimental este astfel incat una din cele doua forme de pier-deri sa fie de valoare mica, incat aceasta se poate neglija.

La incercarea de functionare in gol, infasurarea secundara a transformato-rului este deschisa si nu cedeaza putere la consumatori. Puterea consumata acopera numai pierderile din transformator. Deoarece I₂=0, pierderile din infasurarea se-cundara sunt nule. In acest caz, pierderile in regimul de functionare de gol p₁₀ sunt determinate de pierderile in fier p_Fe si de pierderile in cuprul infasurarii primare p_Cu1, adica unde .

Deoarece curentul la functionarea in gol I₁₀ este foarte mic,, de unde , adica in regimul de functionare in gol, se pot determina pe cale experi-mentala, pierderile in fier. In acest scop se realizeaza schema din fig.2.25.

Fig.2.25 Schema de montaj pentru incercarea la functionarea in gol

La tensiune nominala primara U_1n se masoara tensiunea U₂₀ la bornele infasurarii secundare, curentul I_10n si puterea consumata P₁₀. Potrivit indicatiei wattmetrului se stabileste marimea pierderilor in fierul magnetic al transforma-torului. Pe langa aceasta, se determina raportul de transformare si curen-tul raportat la functionarea in gol ca raport intre curentul nominal la gol si curentul nominal al infasurarii primare I_1n, adica:

(2.31)

unde: curentul nominal la functionarea in gol I_10n, este acel curent ce trece prin infasurarea primara a transformatorului functionand in gol, primarul fiind alimentat cu tensiunea nominala U_1n. Din masuratorile acestei incercari se determina si unii parametrii ai schemei echivalente a transformatorului:

(2.32)

La incercarea de functionare in scurtcircuit, bornele infasurarii secundare ale transformatorului se leaga in scurtcircuit, incat U₂=0. Prin urmare transformato-rul nu cedeaza putere la consumatori. Daca in acest regim, infasurarii primare i se aplica tensiunea nominala U_1n, prin infasurarile transformatorului vor trece curenti mari si el se va distruge. Iata de ce se realizeaza asa numita incercare artificiala de functionare in scurtcircuit, in care infasurarii primare i se aplica tensiune redusa (nu mai mare de 512% din U_1n), incat curentii din infasurarile primara si secundara sa nu depaseasca valorile lor nominale .

Deoarece in acest regim de functionare, tensiunea de alimentare este sensibil mai mica decat U_1n, fluxul magnetic este mult mai mic. Din acest motiv, pierderile in fier sunt mult mai mici si se pot neglija ().

Iata de ce in regimul de functionare in scurtcircuit se determina pierderile in cuprul infasurarilor (). In acest sens se realizeaza schema indicata in fig.2.26.

Fig.2.26 Schema de montaj pentru realizarea incercarii

la functionarea in scurtcircuit a transformatorului

Tensiunea, aplicata infasurarii primare, creste la valoarea U_1kn, pentru care prin infasurarile transformatorului trec curentii I_1k=I_1n si I_2k=I_2n. Tensiunea U_1kn se numeste tensiunea nominala la scurtcircuit. Pentru aceasta tensiune se masoara curentul prin infasurarea primara I_1k=I_1n si puterea absorbita la scurtcircuit . Prin acest procedeu, cu indicatia wattmetrului se determi-na pierderile in cuprul infasurarilor transformatorului. Se determina tensiunea rela-tiva la scurtcircuit:

(2.33)

Pentru transformatoarele de puteri mici, , iar la cele de pu-tere . Cu cat transformatorul dat are mai mare, cu atat sunt mai mari fluxurile lui de dispersie, si de aici si caracteristica lui externa este mai puternic inclinata fata de axa absciselor.

Cu rezultatele obtinute de la masuratorile in regim de scurtcircuit se determi-na parametrii , , necesare stabilirii schemei echivalente a transformatorului in scurtcircuit. Cu incercarile in regimurile de func-tionare in gol si in scurtcircuit se determina experimental randamentul transforma-torului:

(2.34)