Схема замещения трансформатора

Для исключения магнитной связи между первичной и вторичной обмотками трансформатора можно воспользоваться электрической схемой, удовлетворяющей уравнениям Кирхгофа для цепей первичной и вторичной обмоток. Такая схема приведена на рисунке. Она называется схемой замещения и может быть использована при любых расчетах, связанных с применением трансформатора в электрических цепях.

На схеме замещения и соответственно – активное сопротивление и индуктивное сопротивления рассеяния первичной обмотки; и – приведенные активное сопротивление и индуктивное сопротивления рассеяния вторичной обмотки; и активная реактивная проводимости ветви холостого хода. Ветвь холостого хода на схеме представлена параллельным соединением и , В этом случае активная и реактивная составляющие тока холостого хода имеют представление в виде токов, протекающих в и . Если такое представление не требуется, то ветвь холостого хода представляют эквивалентным последовательным соединением и .

Напряжение между точками a и b в этой схеме равно ЭДС основного магнитного потока . Поэтому параметры ветви холостого хода и . выбирают таким образом, чтобы они удовлетворяли следующим условиям: и , где – мощность потерь в "стали", т.е. в сердечнике магнитопровода трансфоматора.

Все активные сопротивления схемы замещения соответствуют преобразованию электрической энергии в тепловую, т.е. отражают потери в трансформаторе. Активная мощность – мощность тепловых потерь в первичной обмотке; – мощность тепловых потерь во вторичной обмотке.

Опыт холостого хода

Опыты холостого хода и короткого замыкания проводятся для определения коэффициента трансформации, потерь в трансформаторе и параметров схемы замещения.

Опыт холостого хода проводится по схеме показанной на рисунке. На первичную обмотку с помощью регулятора напряжения РН подается номинальное напряжение , а ко вторичной подключается высокоомный вольтметр так, чтобы выполнялось условие . Кроме того, в цепь первичной обмотки включаются амперметр и ваттметр , измеряющие соответственно ток и активную мощность потребляемые первичной обмоткой.

Так как ток холостого хода в несколько раз меньше номинального тока первичной обмотки, то падение напряжения на активном сопротивлении и сопротивлении рассеяния чрезвычайно малы и , поэтому .

По этой же причине очень малы тепловые потери в первичной обмотке, а во вторичной они тождественно равны нулю. Следовательно, активная мощность, потребляемая трансформатором в режиме холостого хода соответствует потерям в сердечнике трансформатора .

Коэффициент мощности , т.к. тепловые потери в этом режиме малы и ток холостого хода в основном реактивный.

В режиме холостого хода можно также найти параметры ветви намагничивания и