开路和变压器的短路测试

在本教程中,我们将学习在变压器上下文中的开路测试和短路测试,如何在变压器上执行开路和短路测试,计算这些开路和短测试的效率,并计算调节。

介绍

通过了解所有等效电路参数,可以预测各种级别的变压器的性能。这些电路参数在变压器的开路(OC)和短路(SC)测试数据中提供。在没有实际加载变压器的情况下,这两个评估的测试提供了测试结果,用于确定等效电路参数。

通过这些参数,我们可以在任何功率因数条件以及任何负载条件下都可以轻松地预先确定变压器的效率和调节。该发现变压器参数的方法称为间接加载方法。

本教程枚举如何执行这些测试,如何确定要执行计算的测试数据和显着的HV或LV侧的等效参数。

开路或在变压器上没有负载测试

执行该测试以找出变压器的等效电路的分流或没有负载分支参数。该测试结果是铁损且没有负载电流值,从而可以通过简单的计算确定无负载分支参数。

当名称本身表示时,变压器的次级侧负载端子保持打开,并在初级侧施加输入电压。由于此测试在不放置任何负载的情况下进行,因此该测试也被命名为无负载测试。

如何执行开路测试?

通过Variac,电流表,电压表和Wattmer仪器将变压器的LV侧(作为主要)连接到AC供应,通过将开路(AC)测试进行开路(OC)测试。次级侧或HV侧端子留下打开,在某些情况下,电压表在其上连接以测量次级电压。

初级侧电压表将施加的电压读取到变压器,电流表读取无负载电流,Watt测量器给出输入功率,并且变化用于改变施加到变压器的电压,以便在额定频率下施加额定电压。变压器的OC测试布置如下图所示:

OC测试

当对变压器提供单相电源时,通过改变变形,调节初级电压的额定值。在该额定电压下,需要采取电流表和瓦特计读数。从该测试中,我们得到额定电压VO.,输入或没有负载电流iO.并输入电力wO.

我们知道,当变压器没有负载时,无负载电流或初级电流非常小,通常为额定电流值的3%至5%。因此,初级绕组中的铜损失可忽略不计。

在OC测试中,变压器在额定电压下以额定频率的电压运行,因此最大损失将是核心的通量。由于铁或磁芯损耗处于额定电压,因此绘制电源输入以在无负载下通过变压器提供铁损。

W.O.=铁损失

从OC测试计算没有负载分流参数

无负载功率因数,cosφO.= W.O./ V.O.一世O.

一旦获得功率因数,不确定负载分量电流是:

无负载电流的磁化成分,iM.= I.O.SINφ.O.

无负载电流的核心损耗组件,iM.= I.O.Cosφ.O.

然后,磁化分支反应,xO.= V.O./ 一世M.

代表核心损失的抵抗力O.= V.O./ 一世O.

当变压器在无负载上运行时,由分流器或并联参数汲取的电流非常小,约为额定电流的2%至5%。因此,低电流在OC测试期间将流过电路。为了可通过仪器读取,必须在低电压侧执行电压,电流和功率的测量。

而且,必须选择低范围电流线圈和低范围的电流表。无负载上的变压器的功率因数太低。通常低于0.5。因此,为了使用这种低值,选择LPF瓦特计。OC测试获得的等效电路如下所示:

oc等价物

变压器短路测试

执行此测试以查找等效电路的串联分支参数,例如等效阻抗(Z.O1.或Z.O2),总绕组阻力(rO1.或者r.O2)和总泄漏反应(xO1.或X.O2)。而且,可以确定在初级或次级的任何所需负载和变压器的总电压降的铜损失。在该测试中,通常通过粗线短路LV绕组。并且测试在另一侧进行,即HV侧(作为主要)。

SC测试

如何执行短路测试?

在短路(SC)测试中,主或HV绕组通过电压表,电流表,瓦特计和瓦雷斯连接到AC供应源,如图所示。该测试也称为降低电压测试或低电压测试。由于次级绕组短路,在额定电压下,由于其非常小的绕组阻力,变压器引起了非常大的电流。

这种高电流可能导致过热,也可以燃烧变压器。因此,为了限制高电流,初级绕组必须以低电压通电,这足以在变压器的主中产生额定电流。

由于两个主要原因,SC测试在HV侧进行。第一个是,通过施加额定电流和HV侧的额定电流进行的SC测试远小于LV侧的额定电流。因此,与LV侧相比,在HV侧(由于低电流值)容易地实现额定电流。

另一方面,如果我们通过将测量仪器连接在LV侧的测量仪器上,则辅助电压为零。因此,与LV侧相比,通过HV侧的电流流过HV侧的流量非常高(随着VA额定值是恒定的),因此它将导致燃烧变压器。

在该测试期间,通过缓慢改变变形,我们将低电压施加到额定电压的初级通常5至10%的额定电压,以使我们可以在电流表读数上观察到的初级和次级绕组中的额定电流(在某些情况下病例,次要通过电流表短路)。在这个额定电流,我们必须录制电压表(vSC.),Ammer(我SC.)和瓦特比特(WSC.)读数。

在该测试中,电流为额定值,因此没有负载电流非常小,额定电流的3%至5%。换句话说,施加到初级绕组的电压非常低,从而芯中的磁通水平非常小。反过来,核心损失可以忽略不计。因此,在该测试的等效电路中认为没有负载分流分支,因为核心损耗可以忽略不计。

由于铁或磁芯损耗是电压的功能,因此这些损失非常小。因此,瓦特计读数显示了功率损失或我2R损失等于整个变压器的全负荷铜损。

W.SC.=满载铜损失

形成测试结果,我们确定等效电路的系列分支参数

等效电阻参考HV侧,R01 = W.SC./ 一世SC.2

等效阻抗提到了HV侧,Z01 = V.SC./ 一世SC.

相同的漏电抗力引用HV侧,X01 =√(Z.201 - R.201)

还有短路功率因数,CosφSC.= W.SC./ V.SC.一世SC.

从该测试获得的等效电路如下所示。

SC等价物

应该注意的是,在计算参数之前,必须知道在哪个侧面(主或次级)被记录。假设如果变压器是升压变压器,则我们在次级侧(HV侧)执行SC测试,而主或低电压侧短路。在这种情况下,我们从诸如R02,X02和Z02之类的计算中获得辅助的参数。

如果是降压变压器,则将参数值作为R01,X01和Z01获取,因为仪表连接到主要的HV侧。

从OC测试获取,SPANT分支参数引用了LV侧和来自SC测试,我们得到了ID级分支参数,称为HV侧。因此,对于有意义的等效电路,所有参数必须被称为一个特定的一侧。在我们之前的文章中的变换器主题的等效电路中解释了关于该转换的解释。

计算o.c的效率计算。和S.C.测试

正如我们所看到的,实际变压器有两种主要损失即铜和核心损失。变压器的温度由于这些损失而上升,这些损耗被散发为热量。由于这些损耗,由初级绘制的输入功率不再等于次级输送的输出。因此,给出了变压器的效率

效率,η= kW中KW /电源输入中的功率输出

= KW /(KW +损耗的功率输出中的功率输出)

= KW /(KW +铜耗+核损耗中的功率输出)

我们已经讨论过,由于芯中的通量保持恒定,核心损耗PCORE在没有负载中保持恒定。铜损失取决于电流的平方。随着绕线电流从无载荷到满载时,铜损失也变化。

考虑到变压器的KVA额定值是S,负载的一部分是X,负载的功率因数是COSφ。然后

kw =xscosφ的输出功率

假设满载铜损失是pCU.(因为x = 1),

然后X每单位X铜损失= x2P.CU.

因此,变压器的效率是

效率,η=xscosφ/(xS.cosφ+ x2PX.CU.+ PX.的)

在上述效率方程中,OC和SC测试发现了核心或铁损和满载铜损失。

调节的计算

对于初级的固定电压,次级端电压不会从无负载保持恒定的恒定。这是由于泄漏阻抗的电压降,其幅度的幅度取决于负载程度和功率因数。

因此,该调节在给定功率因数,从无负载到完全负载的次级电压会变化。当变压器在额定电压提供的特定功率因数的全部负载下运行时,它被定义为二次电压的变化,以不承受初级电压的负载。

百分比电压调节,%r =((e2- V.2/五2)×100

将电压调节表达为术语电压降

%r =((i1r01cosφ+/- i1x01sinφ)/ v1)×100

要么

%r =((i2r02cosφ+/- i2x02sinφ)/ v2)×100

基于参数使用上述两个等式称为初级或次级侧。因此,从SC测试数据来看,我们可以找出变压器的调节。正标志用于滞后功率因数,负标志用于前导功率因数。

结论

初学者对开路的指南和变压器的短路测试。您学习了如何在变压器上执行开路和短路测试,计算等效电路参数,计算规则的效率和百分比。

2回复

  1. 非常有用的文章。开路电源是在没有电流时在两个端子之间测量的电压差。短路电流是当电台被迫具有零电压变化时流动的电流。

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