Как да се изчисли коефициентът на трансформация

Коефициентът на трансформация «k» е отношението на напрежението U1 в краищата на първичната намотка на трансформатора към напрежението U2 на клемите на неговата вторична намотка, определено на празен ход (когато има няколко вторични намотки, има и няколко коефициенти k, те се определят в този случай на свой ред). Това съотношение се приема за равно на съотношението на броя на завоите в съответните намотки.

Стойността на коефициента на трансформация се изчислява лесно чрез разделяне на показателите за ЕМП на намотките на изследвания трансформатор: ЕДС на първичната намотка — на ЕРС на вторичната.

Коефициентът на трансформация е много важен като стойността, чрез която вторичната намотка се довежда до първичната. В експлоатационни условия коефициентът на трансформация на напрежението е от голямо значение, което се разбира като съотношението на номиналното напрежение на трансформатора.

При еднофазните трансформатори няма разлика между съотношенията на ЕМП и трансформацията на напрежението, но при трифазните трансформатори те трябва да се различават стриктно един от друг.

В идеалния случай загуба на мощност (върху теченията на Фуко и за нагряване на намотките) в трансформатора напълно липсват, следователно коефициентът на трансформация за идеални условия се изчислява чрез просто разделяне на напреженията на клемите на намотката. Но в света няма нищо перфектно, така че понякога е необходимо да се прибегне до измервания.

В действителност винаги имаме работа с повишаващ или понижаващ трансформатор. Трансформаторите на напрежение, които увеличават коефициента на трансформация, винаги са по -малки от един (и по -големи от нула), за понижаващите — повече от един. Тоест коефициентът на трансформация показва колко пъти токът на вторичната намотка при натоварване се различава от тока на първичната намотка или колко пъти напрежението на вторичната намотка е по -малко от това, подадено към първичната намотка.

Например понижаване трансформатор TP-112-1 има коефициент на трансформация 7,9 / 220 = 0,036 според паспорта, което означава, че номиналният ток (според паспорта) на вторичната намотка от 1,2 ампера съответства на тока на първичната намотка от 43 mA.

Познавайки коефициента на трансформация, като го измервате например с два волтметра на празен ход, можете да се уверите, че съотношението на броя на завъртанията в намотките е правилно. Ако има няколко скоби, тогава измерванията се извършват на всеки клон. Измерванията от този вид помагат за откриване на повредени намотки, определяне на тяхната полярност.

Има няколко начина за определяне на коефициента на трансформация:

• начин на директно измерване на напрежения с волтметри;

• чрез метода на AC моста (например преносим инструмент тип „коефициент“ за анализ на параметрите на трифазни и еднофазни трансформатори);

• според паспорта на този трансформатор.

За да намерят реалното съотношение на трансформация, те традиционно използват два волтметъра… Номиналното съотношение на трансформация се изчислява чрез разделяне на стойностите на напрежението, измерени при празен ход (те са посочени в паспорта на трансформатора).

Ако е отметнато трифазен трансформатор, тогава измерванията трябва да се извършат за две двойки намотки с най-малък ток на късо съединение. Когато трансформаторът има проводници, някои от които са скрити под корпуса, стойността на коефициента на трансформация се определя само за онези краища, които са достъпни отвън за свързване на устройства.

Ако трансформаторът е еднофазен, тогава коефициентът на работна трансформация може лесно да се изчисли, като напрежението, приложено към първичната намотка, се раздели на напрежението на вторичната намотка, измерено чрез волтметър едновременно (с товара, свързан към вторичната верига ).

По отношение на трифазните трансформатори тази операция може да се извърши по различни начини. Първият начин е да се подаде трифазно напрежение към намотката с високо напрежение от трифазна мрежа, или вторият начин е да се подаде еднофазно напрежение само към една намотка от три, без или с нулева точка. Във всеки вариант линейните напрежения се измерват на едноименните клеми на първичната и вторичната намотки.

Във всеки случай е невъзможно да се подаде напрежение към намотките, което значително надвишава номиналната стойност, посочена в паспорта, тъй като тогава грешката при измерването ще бъде голяма поради загуби дори без товар.

Най-добрият метод е да се измерват съотношенията на напрежението между вторичната и първичната намотки с помощта на високоточни волтметри (клас на точност 0,5 максимум). Още по -добре е, ако е възможно, да се използва специално устройство от типа «коефициент -3» — универсален метър на коефициента на трансформация, който не изисква свързването на допълнителни източници на мрежово напрежение към трансформатора.

За анализ токови трансформатори, за да се изчисли коефициентът му на трансформация, се сглобява верига, където ток от 20 до 100% от номиналната стойност преминава през първичната намотка на трансформатора, като вторичният ток също се измерва.

По този начин съотношението на трансформация на токовия трансформатор се намира емпирично: числовата стойност на даден първичен ток I1 се дели на стойността на измерения ток във вторичната намотка I2. Това ще бъде коефициентът на трансформация на токовия трансформатор. Намерената стойност се сравнява със стойността на паспорта, ако има паспорт.

Токов трансформатор с множество вторични намотки може да бъде опасен. Преди започване на измерванията всички вторични намотки на токовия трансформатор са късо съединени, в противен случай в тях може да бъде въведена ЕМП, измерена в киловолта, което е опасно за човешкия живот и за оборудването. Повечето токови трансформатори изискват заземяване на магнитната верига, за това има специален терминал на техните кутии, обозначен с буквата «З» — заземяване.