Тест на обрыв цепи

Принципиальная схема для проверки обрыва цепи

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

Метод

Вторичная обмотка трансформатора остается разомкнутой. ваттметр К первичной обмотке подключен . Амперметр . включается последовательно с первичной обмоткой Вольтметр не является обязательным , поскольку приложенное напряжение совпадает с показаниями вольтметра. Номинальное напряжение подается на первичную обмотку.

Если приложенное напряжение является нормальным, то будет установлен нормальный поток. Поскольку потери в железе являются функцией приложенного напряжения, потери в железе будут нормальными. Следовательно, потери в железе максимальны при номинальном напряжении. Эти максимальные потери в железе измеряются с помощью ваттметра. Поскольку полное сопротивление последовательной обмотки трансформатора очень мало по сравнению с сопротивлением ветви возбуждения, все входное напряжение падает на ветви возбуждения. Таким образом, ваттметр измеряет только потери в железе. В ходе этого испытания измеряются только комбинированные потери в железе, состоящие из потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи . Хотя потери на гистерезис меньше потерь на вихревые токи, ими можно пренебречь. Эти две потери можно разделить, управляя трансформатором от источника переменной частоты, поскольку потери на гистерезис изменяются линейно в зависимости от частоты питания, а потери на вихревые токи зависят от квадрата частоты.

Гистерезис и потери на вихревые токи:

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

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

Поскольку вторичная обмотка трансформатора открыта, первичная обмотка потребляет только ток холостого хода, что приводит к некоторым потерям в меди. Этот ток холостого хода очень мал, и поскольку потери в меди в первичной обмотке пропорциональны квадрату этого тока, ими можно пренебречь. Во вторичной обмотке нет потерь в меди, поскольку отсутствует вторичный ток.

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

Параллельный шунт на эквивалентной схеме используется для представления потерь в сердечнике. Эти потери в сердечнике происходят из-за изменения направления магнитного потока и вихревых токов. Потери на вихревые токи вызваны токами, индуцируемыми в железе из-за переменного потока. В отличие от параллельного шунта, последовательный компонент на принципиальной схеме представляет собой потери в обмотке, обусловленные сопротивлением обмоток катушки трансформатора.

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

Другим методом определения последовательного сопротивления реального трансформатора является испытание на короткое замыкание .

Расчеты

Электрический ток $\mathbf {I_{0}}$ очень мал.

Если $\mathbf {W}$ тогда показания ваттметра,

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

Это уравнение можно переписать так:

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

Таким образом,

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

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

Импеданс

Используя приведенные выше уравнения, $\mathbf {X_{0}}$ и $\mathbf {R_{0}}$ может быть рассчитано как,

$\mathbf {X_{0}} ={\frac {\mathbf {I_{m}} \mathbf {V_{1}} }{\mathbf {I_{0}} ^{2}}}$

$\mathbf {R_{0}} ={\frac {\mathbf {I_{w}} \mathbf {V_{1}} }{\mathbf {I_{0}} ^{2}}}$

Таким образом,

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

или

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

Прием

Адмиттанс является обратной величиной импеданса. Поэтому,

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

проводимость $\mathbf {G_{0}}$ может быть рассчитано как,

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

Отсюда и устойчивость,

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

или

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

Здесь,

$\mathbf {W}$ это показания ваттметра

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

$\mathbf {I_{0}}$ ток холостого хода

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

$\mathbf {I_{w}}$ - составляющая потерь в сердечнике тока холостого хода

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

$\mathbf {Y_{0}}$ это захватывающее признание

См. также

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

Ссылки

• Косов (2007). Электрические машины и трансформаторы . Пирсон Образовательная Индия.
• Смараджит Гош (2004). Основы электротехники и электроники . PHI Learning Pvt. ООО
• Вильди, Вильди Теодор (2007). Электрические машины, приводы и силовые системы, 6-е изд . Пирсон.
• Грейнджер. Стивенсон (1994). Анализ энергосистемы . МакГроу-Хилл.