Как определить коэффициент трансформации

Определение коэффициента трансформации

Как определить коэффициент трансформации

Коэффициентом трансформации называют отношение ЭДС в первичной фазной обмотке к ЭДС во вторичной фазной обмотке, созданных основным магнитным потоком. Как показано на с. 5, коэффициент трансформации оказывается равным отношению чисел витков фазных обмоток .

При вычислении коэффициента трансформации за первичную обмотку принимают обычно ВН, чтобы иметь .

Экспериментально коэффициент трансформации определяют (проверяют) в режиме ХХ. В этом режиме выполняются условия: считать и , и, следовательно, получим:

.

Согласно ГОСТу [6], в опыте по определению коэффициента трансформации используются вольтметры класса 0,2. В трёхфазном Тр измеряются по три линейных напряжения для каждой из обмоток, по которым находят затем среднеарифметические величины и . При одинаковых схемах соединений обмоток ВН и НН коэффициент трансформации

,

при схеме соединений (символ в числителе дроби относится к обмотке ВН, а в знаменателе – к обмотке НН)

,

а при схеме

.

Коэффициент трансформации, вычисленный по приведенным выше формулам, называется ещё коэффициентом трансформации фазных напряжений. Иногда используется и коэффициент трансформации линейных напряжений, который независимо от схем соединений обмоток ВН и НН определяется выражением

.

Из сопоставления выражений для и видно, что при одинаковых схемах соединений обмоток ВН и НН , при схеме , а при схеме .

Опыт короткого замыкания

Опыт КЗ позволяет определить потери в меди обмоток Тр и рассчитать активные сопротивления и индуктивные сопротивления рассеяния. Опыт КЗ проводится в режиме короткого замыкания, когда на одну из трёхфазных обмоток подано пониженное напряжение, а другая трёхфазная обмотка замкнута накоротко.

Режим КЗ при номинальном напряжении питания является аварийным, так как установившиеся токи обмоток в этом случае в 10–20 раз превышают номинальные. В опыте КЗ напряжение, подаваемое на первичную обмотку, должно составлять не более 0,1 от номинального.

Опыт КЗ по форме проводится аналогично опыту ХХ – при каждом значении питающего напряжения по приборам отсчитываются 3 линейных напряжения, 3 линейных тока и 2 алгебраических значения мощности.

Рекомендуется снять 5 точек при таких напряжениях питания, при которых ток первичной обмотки составляет 1,25; 1,0; 0,75; 0,5; 0,25 от её номинального тока.

Опыт начинается с наибольшего значения тока первичной обмотки, чтобы обеспечить наименьшее нагревание обмоток за время опыта.

Опыт КЗ, как правило, следует проводить при питании Тр со стороны обмотки ВН, так как в этом случае измеряемые напряжения лучше согласуются с пределами измерений ваттметров и вольтметров.

Результаты опыта КЗ рекомендуется записывать в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

№ п/п Первичные линейные напряжения Первичные линейные токи Мощности Ном.напря-жение и ток ваттметра, В/А
Uл1, Uл2, Uл3, дел Цена дел., В/дел. Iл1, Iл2, Iл3, дел. Ном. первичный ток ТА, А P1,P2, дел.
19,3 18,5 18,2 2,45 2,41 2,48 45,1 -5,7 75/5 75/5

Обработка результатов лабораторных исследований

Опыт холостого хода

По полученным в опыте показаниям приборов, выраженных в делениях, вычислить значения напряжений, токов и мощностей в именованных единицах.

В расчётах используются среднеарифметические значения первичных линейных напряжений и токов:

, .

Мощность, потребляемая Тр,

,

где мощности, измеренные 1–м и 2 –м ваттметрами.

Полное сопротивление намагничивающей ветви Т-образной схемы замещения Тр [1, 3] , где – фазные значения напряжения и тока первичной обмотки (для схемы Y: ; для схемы : ).

Активное сопротивление намагничивающей ветви .

Индуктивное сопротивление намагничивающей ветви .

Коэффициент мощности (отношение активной мощности к полной)

.

Расчёты свести в таблицу 2.3.

Таблица 2.3

№ п/п , В , А , Вт , Ом , Ом , Ом
….

По данным таблицы 2.3 построить характеристики ХХ (на графике обязательно указать точки, соответствующие таблице 2.3). Типичный вид характеристик ХХ показан на рисунке 2.2.



Источник: https://infopedia.su/5x12b5.html

Коэффициентом трансформации называют

Как определить коэффициент трансформации

При использовании различных типов трансформаторов, а также счетчиков электрической энергии нередко возникает вопрос, что такое коэффициент трансформации. По своей сути, данный параметр представляет собой техническую величину. В качестве примера можно взять счетчик электроэнергии прямого включения, работающий с малыми токами нагрузки.

Однако токи, которые нужно измерить, имеют гораздо более высокое значение. Их требуется уменьшить, чтобы прибор учета не сгорел. С этой целью используются трансформаторы тока, подбираемые в соответствии с нагрузкой потребителя, а также силовой трансформатор.

В связи с этим, коэффициент трансформации может быть разным, в зависимости от оборудования, установленного в квартире. Счетчик, работающий через трансформатор, учитывает не реальное значение потребленной электроэнергии, а той, которая понижена тока в определенное количество раз. Эти разы и будут коэффициентом трансформации.

Данная величина показывает во сколько раз входной ток или напряжение, больше или меньше такого же параметра на выходе.

Полезные рекомендации

Электросчетчики позволяют посмотреть количество потребляемой энергии, чтобы адекватно оценить расход и посчитать итоговую оплату. Устройства различаются по классу точности, мощности, степени допустимой погрешности. Чтобы получить точные данные, снимают показания, с помощью коэффициента и калькулятора вычисляют фактическое потребление.

Для жилых домов в городской зоне и поселках используют небольшие устройства – однофазные счетчики (например, Меркурий 230 ART-03 CN, производство г. Москва) или многотарифные приборы, подходящие для сети в 220 Вольт или 120 Ампер.

Важно, чтобы каждое новое устройство имело пломбу проверки государственного образца. Без этого показания электросчетчика не будут считаться достоверными, и приниматься контролирующими органами. Выбирать подходящий счетчик и высчитывать фактические показатели можно самостоятельно или через контролеров.

Коэффициент трансформации счетчика электроэнергии (КТ) – это одна из технических величин, виляющих на точность показаний прибора учёта.

Показатель определяется эффективностью функционирования трансформаторной подстанции.

Разберем подробно данную величину.

Основной параметр трансформатора

Основной характеристикой любого трансформатора является коэффициент трансформации. Он определяется как отношение количества витков первичной обмотки к числу витков во вторичной обмотке. Кроме того, эта величина может быть рассчитана путем деления соответствующих показателей ЭДС в обмотках.

Формула

При наличии идеальных условий, когда отсутствуют электрические потери, решение вопроса, как определить коэффициент, осуществляется с помощью соотношения напряжений на зажимах каждой из обмоток. Если в трансформаторе имеется больше двух обмоток, данная величина рассчитывается поочередно для каждой обмотки.

В понижающих трансформаторах коэффициент трансформации будет выше единицы, в повышающих устройствах этот показатель составляет от 0 до 1. Фактически этот показатель определяет во сколько раз трансформатор напряжения понижает подаваемое напряжение.

С его помощью можно определить правильность числа витков. Данный коэффициент определяется на всех имеющихся фазах и на каждом ответвлении сети.

Полученные данные используются для расчетов, позволяют выявить обрывы проводов в обмотках и определить полярность каждой из них.

Определить реальный коэффициент трансформации тока трансформатора можно с использованием двух вольтметров.

В трансформаторах с тремя обмотками измерения выполняются как минимум для двух пар обмоток с наименьшим током короткого замыкания.

Если некоторые элементы трансформатора и ответвления закрыты кожухом, то определение коэффициента становится возможным только для зажимов обмоток, выведенных наружу.

В однофазных трансформаторах для расчета рабочего коэффициента трансформации используется специальная формула, в которой напряжение, подведенное к первичной цепи, делится на одновременно измеряемое напряжение во вторичной цепи. Для этого нужно заранее знать, в чем измеряется каждый показатель.

Запрещается подключение к обмоткам напряжения существенно выше или ниже номинального значения, указанного в паспорте трансформатора.

Это приведет к росту погрешностей измерений вследствие потерь тока, потребляемого измерительным прибором, к которому подключается трехфазный трансформатор. Кроме того, на точность измерений влияет ток холостого хода.

Для большинства устройств разработана специальная таблица, где указаны довольно точные данные, которые можно использовать при расчетах.

Измерения должны проводиться вольтметрами с классом точности 0,2-0,5. Более простое и быстрое определение коэффициента возможно с помощью специальных универсальных приборов, позволяющих обойтись без использования посторонних источников переменного напряжения.

Источник: https://ugraled.ru/svet/koefficient-preobrazovaniya.html

Коэффициент трансформации

Как определить коэффициент трансформации

Этим термином обозначают пропорциональность изменения напряжения на выходе вторичной обмотке при подключении соответствующего устройства к источнику питания. Коэффициент трансформации определяет основные параметры трансформатора. Для рабочих расчетов функциональных компонентов и различных вариантов подключения нагрузки применяют специализированные алгоритмы.

Устройство типового трансформатора

Что такое коэффициент трансформации

По классическому определению коэффициентом трансформации трансформатора (Ктр) называют отношение напряжений (Uвых/Uвх) при отсутствии нагрузки. Режим холостого хода подразумевает отсутствие учета влияния подключенных потребителей энергии. Для оценки комбинированных устройств с несколькими вторичными обмотками отдельно рассматривают соответствующее количество коэффициентов.

К сведению. При работе с трехфазными сетями следует учитывать различия между Ктр по напряжению и ЭДС.

Свойства трансформатора

Как работает и как выбрать трансформатор тока

В представленной выше схеме серийного изделия функциональность обеспечивают две катушки индукции, закрепленные на сердечнике из металла.

При подключении к источнику питания переменного тока формируется электромагнитное поле, которое создает ток во второй обмотке по базовым законам электродинамики.

В упрощенном варианте пренебрегают затратами энергии на повышение температуры проводников и потерями, которые обеспечивают вихревые токи. Для приблизительного расчета применяют формулу:

Ктр = Uвх/Uвых = N1/N2, где N – количество витков в первичной и вторичной обмотках, соответственно.

Масштабирование напряжения

Этот термин подчеркивает суть рассматриваемого явления. Фактически трансформация (преобразование) энергии в данном случае не происходит.

Изменяется в сторону увеличения (уменьшения) определенный параметр.

Несмотря на взаимную связь всех базовых компонентов, отдельно рассматривают только важнейший показатель для решения определенной инженерной задачи (напряжение, силу тока или электрическое сопротивление).

Если подключить трансформатор по схеме, показанной на картинке выше, формулу коэффициента трансформации можно определить следующим образом:

Ктр = Uвх/Uвых = (E*N1 + I1*R1)/ (E*N2 + I2*R2),

где:

  • E – электродвижущая сила, которая наводится в одиночном витке;
  • I, R – токи, активные электрические сопротивления (значения для соответствующих обмоток).

Масштабирование силы тока

В этом примере первичную обмотку подключают к источнику питания последовательно через небольшую нагрузку (Ктр = I1/I2). Зависимость токов и количества витков:

I1*N1 = I2*N2 +Iх.

В этом выражении Ix – ток холостого хода, который обусловлен отмеченными выше вихревыми явлениями и потерями на повышение температуры магнитопровода. Простым математическим преобразованием можно получить значение коэффициента трансформации через количество витков (без учета сопутствующих энергетических затрат):

Ктр = N2/N1.

Масштабирование сопротивления

В отдельных ситуациях функциональность электротехнического устройства (отдельных блоков) будет определять именно сопротивление подключаемой нагрузки. Наглядный пример – согласование типовых низкоомных динамиков (6-8 Ом) и выходного тракта усилителя мощности звукового диапазона.

Согласующий трансформатор

При воспроизведении технологии сварки в рабочей области фактически поддерживается режим короткого замыкания. Если не отделить эту часть от источника питания, сеть будет подвергаться чрезмерным нагрузкам. В этой ситуации пригодится трансформатор, который сохраняет путь передачи электроэнергии с одновременным выполнением необходимых защитных функций.

Для этих примеров особое значение приобретает баланс:

W1 = W2 + Wп.

В этом выражении приведены обозначения мощностей:

  • W1 – потребления;
  • W2 – передаваемой в нагрузку;
  • Wп – потерь.

Последовательность элементарных преобразований позволит получить следующие выражения, по которым будут вычисляться отдельные параметры:

  • W1 = I1 * U1 = U12/Z1;
  • W2 = I2 * U2 = U22/Z2;
  • с исключением потерь: U12/Z1 = U22/Z2;
  • Ктр (по сопротивлению) = U12/U22 = Z1/ Z2 = Ктр2 (по напряжению).

К сведению. В этих выражениях Z1 (Z2) – это сопротивления нагрузки для источника питания при подключенном трансформаторе или без него, соответственно.

Итоговые замечания

Следует подчеркнуть неизменность воспроизведения трансформатором рабочих процессов в любом из представленных выше примеров. Тип масштабирования будет определяться целевым назначением определенной схемы.

В зависимости от необходимости учитывают коэффициент трансформатора по соответствующему параметру (U, I или Z).

Способность повышать, понижать или поддерживать равный уровень напряжения объясняется только количеством витков.

К сведению. При расчете измерительной аппаратуры и в других ситуациях для повышения точности учитывают энергетические потери, фазовый сдвиг электрических параметров и влияние внешних факторов.

Коэффициент трансформации трансформатора

Чтобы определить Ктр опытным путем, применяют несколько вольтметров. Рекомендуется использовать однотипные приборы с одинаковым классом точности.

Измерение коэффициента трансформации

Методики

РисунокТрансформаторИсточник питания
а)однофазныйоднофазный
б)трехфазныйтрехфазная схема возбуждения
в)трехфазныйоднофазная схема возбуждения
г)трехфазныйнулевой вывод, однофазная схема возбуждения

Формула коэффициента трансформации трансформатора

Что такое коэффициент мощности

Устройства этой категории не преобразуют энергию в разные виды. Трансформаторы изменяют электрические параметры.

Специальным коэффициентом (Ктр) обозначают соответствующий множитель. При выходном напряжении большем, чем входное, Ктр становиться меньше единицы. Такой трансформатор будет называться повышающим.

В обратной ситуации (Ктр = 220/ 110 = 2>1) – понижающим.

Виды трансформаторов и их коэффициенты

Для изменения определенных проектом параметров применяют соответствующие схемы включения и расчетные формулы:

  • первичная обмотка подсоединена к источнику питания параллельно (масштабирование по напряжению): Ктрu = Uвх/Uвых = N1/N2;
  • аналогичный способ, но с учетом изменения сопротивления: Ктрz = Uвх2/Uвых2 = Z1/ Z2 = Ктрu2;
  • последовательное подключение для масштабирования силы тока: Ктрi = Iвх/Iвых = N2/N1 (для повышения точности следует добавить энергетические потери, которые определяют в режиме холостого хода).

Особенность учета витков

При рассмотрении отдельных конструкций следует обратить внимание на несколько важных деталей. Энергия передается с помощью электромагнитного поля. Сердечник, созданный из ферромагнитного материала, улучшает распределение силовых линий.

Это снижает сопутствующие потери. Однако и в этом случае отдельные линии проходят через воздушную среду. Приходится учитывать взаимное влияние разных витков.

Основные полезные функции выполняет часть поля, сформированная во внутреннем пространстве магнитопровода.

Источник: https://amperof.ru/teoriya/koefficient-transformacii.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.