|
|
|
|
10-9. |
КОМПЕНСАЦИОННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ |
|
|
|
|
|
|
ДОБАВОЧНЫХ НАГРУЗОЧНЫХ ПОТЕРЬ |
|
|
|
|
|
|
|
ВНЕ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА |
В |
§ 10-8 было доказано, |
что измерение |
добавочных |
потерь |
в баке |
трансформатора |
по методу |
двух опытов короткого |
замыкания — |
с баком и без бака — возможно только в случае, когда |
относительное |
расстояние стенок бака ав/ас |
от оси зазора |
больше |
характерного |
значения (10-70). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
В |
случае, когда а е / а с ^ |
(аб/Дс) *, измерение |
добавочных |
потерь |
баке |
и вообще вне обмоток |
трансформатора |
можно |
привести |
с |
помощью |
компенсационного |
ваттметра (§ |
10-6). В этом |
методе |
добавочные |
потери вне обмоток определялись |
как разность |
полных |
потерь |
короткого |
замыкания |
и потерь в самой |
обмотке |
(основных |
потерь |
короткого |
замыкания |
и потерь |
в самой |
обмотке, |
основных |
и |
добавочных), измеренных |
с помощью |
специальных |
измерительных |
витков, присоединенных к компенсационному ваттметру. |
|
в этом |
|
Принцип |
|
измерений |
|
(Л. 10-24]. Основной задачей |
методе является измерение потерь мощности в обмотках. При корот ком замыкании трансформатора поток рассеяния, сцепленный с короткозамкнутой обмоткой, индуктирует в ней э. д. с, которая соглас
но закону Фарадея |
|
e=—dW/dt = iKR<t,. |
(10-74) |
может уравновешиваться только падением напряжения, вызванным
током |
короткого замыкания |
на сопротивлении этой же короткозамк- |
нутой |
обмотки. |
|
|
|
|
|
|
|
Активная составляющая э. д. с. елкт, |
находящаяся |
в фазе с то |
ком г'к, равна: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
еа кт = (кЯф |
|
|
(10-75) |
и является |
мерой потерь в короткозамкнутой |
обмотке. |
|
|
|
Реактивная составляющая э. д. с. е р е |
во всей обмотке |
согласно |
(10-74) должна в целом равняться нулю. Потери в короткозамкнутой |
обмотке равны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ 5 к . о б м = £ а к т / к . |
|
|
(10-76) |
Измерение тока |
короткого замыкания |
/„ не представляет |
ника |
кой трудности, тогда как непосредственное |
измерение |
активной |
составляющей £ а к т |
в короткозамкнутой обмотке невозможно. |
|
Это можно сделать, однако, с помощью специальной измеритель |
ной потенциальной обмотки, расположенной в пространстве |
согласно |
(10-58) так же, как и главная обмотка. Благодаря малому |
сечению |
проволоки |
в потенциальной |
обмотке нет добавочных |
потерь |
мощ |
ности |
(рис. |
10-24). Если на такой обмотке измеряем напряжение U |
с помощью вольтметра, обладающего большим входным сопротивле
нием, то его можно |
считать равным |
активной составляющей э. д. с. |
(U = EaKT). |
Отсюда |
потери в короткозамкнутой |
обмотке (в обмотке |
НН на рис. 10-24) |
|
|
|
|
|
Рк.оби = |
1ки. |
(10-76а) |
Измерение Е&кт с помощью специальной измерительной обмотки относительно просто выполнить на модели, но очень трудно — в ре альном большом трансформаторе. Измерительную потенциальную обмотку можно, однако, заменить измерительным зондом, состоящим
из одного или нескольких витков, расположенных на поверхности короткозамкнутой обмотки.
Активная составляющая э. д. с. в короткозамкнутой обмотке бу дет для каждого витка одинаковой независимо от расположения
витка по высоте стержня, так как в каждом |
витке |
протекает |
оди |
наковый ток, а активные сопротивления этому |
току |
в каждом |
витке |
также одинаковы. В то же время реактивная |
составляющая э. д. с. |
всей обмотки в целом должна быть равна нулю, однако в отдельных
Рис. 10-24. Схема измере |
ния э. д. с. в коротко- |
замкнутой |
обмотке транс |
форматора. |
|
/ |
— |
обмотка |
т р а н с ф о р м а т о р а ; |
2 |
— |
потенциальная измеритель |
ная обмотка .
витках |
она может приобретать |
различные |
значения в зависимости |
от формы |
н. с, питающей и короткозамкнутой обмотки. Таким об |
разом, |
в |
измерительном витке |
может в |
общем случае выступить |
также и реактивная составляющая э. д. с, которая не зависит от по терь мощности в короткозамкнутой обмотке. Чтобы измерить мощ ность потерь в короткозамкнутой обмотке, необходимо из напряже ния измерительных витков выделить активную составляющую. Ввиду
|
|
|
|
|
|
малости |
этого |
напряжения и сильного влияния токовой |
нагрузки |
на его величину |
непосредственное подключение обычного |
ваттметра |
к измерительной обмотке невозможно. |
|
|
Поэтому такие измерения можно выполнить с помощью компен |
сационного электронного ваттметра |
(рис. 10-7 или |
10-10). В этом |
случае |
реактивную составляющую |
э. д. с. зонда |
(измерительных |
витков) компенсируют напряжением, полученным с помощью воз душного трансформатора (2 на рис. 10-7), а усиленную активную составляющую э. д. с. зонда подают на потенциальную обмотку ватт метра. Ток короткозамкнутой обмотки трансформатора пропускают через токовую обмотку ваттметра (рис. 10-25) непосредственно или через измерительный трансформатор тока, как на рис. 10-10.
Описанный метод был разработан и проверен экспериментально на модели Яновским [Л. 10-24]. Результаты измерений не зависели от расположения измерительных витков по высоте обмотки. Для определения потерь необходимо знать число витков короткозамкну той обмотки.
Полные потери мощности равны:
|
Рк.обп=РвЫ)ф/ге)з, |
(10-77) |
где Р в — мощность, |
измеряемая ваттметром; |
гюф — число витков фа |
зы короткозамкнутой |
обмотки; w3 — число витков зонда (измеритель |
ных витков). |
потерь во внутренней |
обмотке (НН) следует |
Для измерения |
расположить измерительный зонд на магнитопровод и повторить измерения. Витковое напряжение мощных трансформаторов имеет
Настолько большое значение, что в ряде случаев достаточно зало жить только по одному витку на внешней обмотке и на стержне.
Удовлетворительные результаты испытаний па модели указы вают на возможность использования этого метода для определения потерь вне обмоток мощных трансформаторов. На точность измере-
Рис. 10-25. Схема измерения нагрузочных потерь мощности во внешней обмотке (ВН) трехфазного
|
|
|
|
|
трансформатора |
с помощью измерительных витков. |
ЭКВ — электронный |
компенсационный |
ваттметр |
(по схеме |
рис. 10-7 |
или 10-10); U, — т р е х ф а з н о е |
питание |
внутренней |
обмотки; |
/ — измерительные витки |
(зонды); 2 — магнито- |
провод; |
3 — бак; 4 — измерительный |
з о н д для |
внутренней |
обмотки .
ний может иметь влияние геометрия обмоток, поперечное поле, со противление, вводимое в контур короткозамкнутой обмотки измери тельными приборами, и другие факторы.
|
ПРИЛОЖЕНИЕ |
Некоторые физические постоянные |
Скорость распространения |
электромагнитной волны в вакууме |
Со = (2,997 930±0,000003) • 108 |
м/с. |
Ускорение свободного падения gn = 9,80665 м/с2 .
Электрическая постоянная, электрическая проницаемость ваку
ума ео= (8,85416+0,00018)-Ю-'2 Ф/м= l/|ioc2 |
0 = (1/4я-9) -10"9 Ф/м. |
Магнитная постоянная р:0 = 4я-10~7 Г/м = 1,25664 • 10~е Г/м. |
Основные формулы векторного |
анализа |
|
1. Системы координат |
|
|
1-1. Прямоугольная система |
координат |
|
+ кЛг) (\Bx + }By+kBz) =АхВх+АуВу + АгВг;
А - В = В - А . Пример: А — путь, В — сила, |
W — работа. |
2-4. Векторное произведение (рис. П-6) |
|
|
|
F = A XIB =[пАВ |
sin |
а = |
(\АХ |
+ }АУ |
+ |
kAJX |
|
(IS. + j By + k8„) = |
|
i |
j |
k |
|
|
|
|
|
|
Ax |
Ay |
Ax |
=*ЦАуВг |
— АгВу) |
+ |
|
I Bx |
By |
Bz |
|
|
|
|
|
+ |
1 (A,BX |
-IAXB,) |
+ |
k (AXBV |
- |
AyBx); |
|
|
A X B = —В X A. |
|
|
Рис. П-4.
2-5. Смешанное произведение
i(A X В) • C= (В X С) • А= (С X А) • В = = А • (В X С) = В- (С X А).
2-6. Смешанное векторное произведение
(А X В) X С=В(С-А)—А(В-С);
А X (В X С) = (А- С)В—(А-В)С;
(D X А) X (В X C)=[(D X А)С]В +
+[(D X А) В]-С.
