Испытание на обрыв цепи

Принципиальная схема для проверки обрыва цепи

Испытание на обрыв цепи или испытание без нагрузки - это один из методов, используемых в электротехнике для определения полного сопротивления холостого хода в ветви возбуждения трансформатора . Отсутствие нагрузки представлено разомкнутой цепью, которая представлена ​​в правой части рисунка как «дыра» или неполная часть цепи.

Метод [ править ]

Вторичная обмотка трансформатора остается разомкнутой. Ваттметр соединен с первичным. Амперметр соединен последовательно с первичной обмоткой. Вольтметр не является обязательным , так как приложенное напряжение таким же , как показание вольтметра. Номинальное напряжение приложено к первичной обмотке. ^[1]

Если приложенное напряжение является нормальным напряжением, то будет установлен нормальный магнитный поток. Поскольку потери в стали зависят от приложенного напряжения, будут происходить нормальные потери в стали. Следовательно, потери в стали максимальны при номинальном напряжении. Эти максимальные потери в стали измеряются с помощью ваттметра. Поскольку импеданс последовательной обмотки трансформатора очень мал по сравнению с импедансом ветви возбуждения, все входное напряжение падает на ветви возбуждения. Таким образом, ваттметр измеряет только потери в стали. Этот тест измеряет только общие потери в стали, состоящие из потерь на гистерезис и вихревых токов.потеря. Хотя потери на гистерезис меньше потерь на вихревые токи, ими нельзя пренебречь. Эти две потери можно разделить, управляя трансформатором от источника переменной частоты, поскольку гистерезисные потери линейно зависят от частоты источника питания, а потери на вихревые токи зависят от квадрата частоты. ^[1]

Гистерезис и потери на вихревые токи:

${\displaystyle P_{h}=K_{h}B_{max}^{n}f}$

${\displaystyle P_{e}=K_{e}B_{max}^{2}f^{2}}$

Поскольку вторичная обмотка трансформатора разомкнута, первичная обмотка потребляет только ток холостого хода, что приведет к некоторым потерям в меди. Этот ток холостого хода очень мал, и поскольку потери в меди в первичной обмотке пропорциональны квадрату этого тока, им можно пренебречь. Во вторичной обмотке нет потерь в меди, потому что нет вторичного тока. ^[1]

Вторичная сторона трансформатора остается открытой, поэтому на вторичной стороне нет нагрузки. Следовательно, в этом приближении мощность больше не передается от первичной к вторичной, и через вторичные обмотки проходит незначительный ток. Поскольку через вторичные обмотки не проходит ток, магнитное поле не создается, что означает, что на первичной стороне индуцируется нулевой ток. Это имеет решающее значение для приближения, поскольку позволяет игнорировать последовательное сопротивление, поскольку предполагается, что через этот импеданс не проходит ток.

Компонент параллельного шунта на эквивалентной схеме используется для представления потерь в сердечнике. Эти потери в сердечнике возникают из-за изменения направления магнитного потока и вихревых токов. Потери на вихревые токи вызваны токами, индуцированными в железе переменным потоком. В отличие от параллельного шунтирующего компонента, последовательный компонент на принципиальной схеме представляет потери в обмотке из-за сопротивления обмоток катушки трансформатора.

Ток , напряжение и мощность измеряются на первичной обмотке для определения полной проводимости и угла коэффициента мощности .

Другой метод определения последовательного импеданса реального трансформатора - это испытание на короткое замыкание .

Расчеты [ править ]

Течение очень маленькое.${\displaystyle \mathbf {I_{0}} }$

Если это показание ваттметра, то${\displaystyle \mathbf {W} }$

${\displaystyle \mathbf {W} =\mathbf {V_{1}} \mathbf {I_{0}} \cos \phi _{0}}$

Это уравнение можно переписать как

${\displaystyle \cos \phi _{0}={\frac {\mathbf {W} }{\mathbf {V_{1}} \mathbf {I_{0}} }}}$

Таким образом,

${\displaystyle \mathbf {I_{m}} =\mathbf {I_{0}} \sin \phi _{0}}$

${\displaystyle \mathbf {I_{w}} =\mathbf {I_{0}} \cos \phi _{0}}$

Импеданс [ править ]

Используя приведенные выше уравнения, и можно рассчитать как,${\displaystyle \mathbf {X_{0}} }$${\displaystyle \mathbf {R_{0}} }$

${\displaystyle \mathbf {X_{0}} ={\frac {\mathbf {V_{1}} }{\mathbf {I_{m}} }}}$

${\displaystyle \mathbf {R_{0}} ={\frac {\mathbf {V_{1}} }{\mathbf {I_{w}} }}}$

Таким образом,

${\displaystyle \mathbf {Z_{0}} ={\sqrt {\mathbf {R_{0}} ^{2}+\mathbf {X_{0}} ^{2}}}}$

или же

${\displaystyle \mathbf {Z_{0}} =\mathbf {R_{0}} +\mathbf {j} \mathbf {X_{0}} }$

Допуск [ править ]

Проводимость обратно пропорциональна импедансу. Следовательно,

${\displaystyle \mathbf {Y_{0}} ={\frac {1}{\mathbf {Z_{0}} }}}$

Проводимость можно рассчитать как${\displaystyle \mathbf {G_{0}} }$

${\displaystyle \mathbf {G_{0}} ={\frac {\mathbf {W} }{\mathbf {V_{1}} ^{2}}}}$

Отсюда и подозрительность,

${\displaystyle \mathbf {B_{0}} ={\sqrt {\mathbf {Y_{0}} ^{2}-\mathbf {G_{0}} ^{2}}}}$

или же

${\displaystyle \mathbf {Y_{0}} =\mathbf {G_{0}} +\mathbf {j} \mathbf {B_{0}} }$

Здесь,

${\displaystyle \mathbf {W} }$ это показание ваттметра

${\displaystyle \mathbf {V_{1}} }$ приложенное номинальное напряжение

${\displaystyle \mathbf {I_{0}} }$ ток холостого хода

${\displaystyle \mathbf {I_{m}} }$ намагничивающая составляющая тока холостого хода

${\displaystyle \mathbf {I_{w}} }$ компонент потерь в сердечнике тока холостого хода

${\displaystyle \mathbf {Z_{0}} }$ это возбуждающее сопротивление

${\displaystyle \mathbf {Y_{0}} }$ это захватывающий прием

См. Также [ править ]

• Тест на короткое замыкание
• Теорема Тевенина
• Испытание заблокированного ротора
• Круговая диаграмма

Ссылки [ править ]

• Косов (2007). Электрические машины и трансформаторы . Pearson Education India.
• Смараджит Гош (2004). Основы электротехники и электроники . PHI Learning Pvt. ООО
• Вильди, Вильди Теодор (2007). Электромашины, приводы и системы питания, 6-е изд . Пирсон.
• Грейнджер. Стивенсон (1994). Анализ энергосистемы . Макгроу-Хилл.