تست های مدار باز و اتصال کوتاه در ترانسفورماتور قدرت

تست های مدار باز و اتصال کوتاه در ترانسفورماتور قدرت

در این مقاله قصد داریم در مورد تست های مدار باز و اتصال کوتاه در ترانسفورماتور قدرت  صحبت کنیم.

با ما همراه باشید.

تستهای مدار باز و اتصال کوتاه مدارباز

• 1- مدار معادل ترانسفورماتور
• 2- تنظیم ولتاژ ترانسفورماتور
• 3- راندمان ترانسفورماتور

تست مدار باز ترانسفورماتور

دیاگرام اتصال تست مدارباز ترانسفورماتور در شکل نشان داده شده‌است.  ولتاژ در فرکانس نامی به قسمت LV به کمک یک واریاک از نسبت متغیر اتوترانسفورماتور، اعمال می­گردد.

قسمت HV ترانسفورماتور باز نگه داشته می­شود. حال با کمک واریاک، ولتاژ اعمال شده به آرامی افزایش می­یابد تا وقتی ولتمتر عددی معادل ولتاژ نامی قسمت LV را نشان دهد. پس از رسیدن به ولتاژ نامی قسمت LV، ما مقادیر هر سه دستگاه (ولتمتر، آمپرسنج و واتمتر) را می­خوانیم.

تست مدار باز

فرمو

مقدار آمپرسنج جریان بی باری I_e را نشان می­دهد.

با نسبتا کوچک بودن جریان بی باری I_e نسبت به جریان نامی ترانسفورماتو، از افت ولتاژهای ناشی از این جریان می­توان صرف نظر کرد.

از سوی دیگر مقدار ولت متر V₁ را می­توان معادل ولتاژ القایی ثانویه ترانسفورماتور در نظر گرفت و

در عین حال مقدار واتمتر نشانگر توان ورودی در طول تست می­باشد.

با مدار باز بودن ترانسفورماتور، هیچ خروجی ای نداریم بنابراین توان ورودی در اینجا شامل تلفات هسته و اتلاف مسی ترانسفورماتور در شرایط بی باری می­باشد.

اما همانطور که اشاره شد، جریان بی باری در ترانسفورماتور در مقایسه با جریان بار کامل، نسبتا کوچک‌است.

بنابراین می­توانیم از اتلاف مسی در جریان بی باری صرف نظر کنیم. از این رو می­توان مقدار واتمتر را معادل تلفات هسته ترانسفورماتور در نظر بگیریم.

P_o را معادل مقدار واتمتر در نظر می­گیریم:

در اینجا R_m مقاومت شاخه شنت ترانسفورماتوراست.

اگر Z_m معادل امپدانس شاخه شنت ترانسفورماتور باشد:

از اینرو، اگر X_m ، راکتانس شاخه شنت ترانسفورماتور باشد:

این مقادیر همگی مربوط به قسمت LV ترانسفورماتور هستند؛

چرا که تستها در این قسمت ترانسفورماتور انجام می­شوند. این مقادیر را به آسانی می­توان با ضرب این مقادیر در مربع نسبت تبدیل، به قسمت HV نیز تعمیم داد.

از اینرو مشاهده می­شود که تست مدارباز ترانسفورماتور به منظور تعیین تلفات هسته در ترانسفورماتور و پارامترهای شاخه شنت مدار معادل ترانسفورماتور استفاده می­شود.

تست اتصال کوتاه ترانسفورماتور

دیاگرام اتصال تست اتصال کوتاه ترانسفورماتور در شکل نشان داده شده‌است.

ولتاژ در فرکانس نامی به قسمت HV به کمک یک واریاک از نسبت متغیر اتوترانسفورماتور، اعمال می­گردد.

قسمت LV ترانسفورماتور اتصال کوتاه می­شود.

پس از رسیدن به ولتاژ نامی قسمت LV، ما مقادیر هر سه دستگاه (ولتمتر، آمپرسنج و واتمتر) را می­خوانیم.

عدد ظاهر شده بر روی آمپرسنج برابر معادل اولیه جریان بار کامل I_Lاست.

با توجه به نسبتا کوچک بودن ولتاژ اعمالی برای جریان بی باری در تست اتصال کوتاه ترانسفورماتور نسبت به ولتاژ اولیه نامی آن، در اینجا می­توان از تلفات هسته ترانسفورماتور صرف نظر نمود.

تست اتصال کوتاه ترانسفورماتور

فرمول

بیایید فرض کنیم که مقدار ولتمتر V_sc باشد. مقدار واتمتر نشان دهنده توان ورودی در طول تست‌است. از جاییکه ما ترانسورماتور اتصال کوتاه شده داریم، خروجی وجود ندارد بنابراین در اینجا توان ورودی شامل تلفات مسی در ترانسفورماتور خواهدبود. از آنجاییکه ولتاژ اعمالی V_sc در ترانسفورماتور اتصال کوتاه شده‌است و مقدار آن نسبت به ولتاژ نامی کوچک‌است، از اینرو می­توانیم از اتلاف مسی به دلیل ولتاژ اعمالی کوچک، صرف نظر نماییم. بنابراین مقدار واتمتر را می­توان معادل تلفات مسی در ترانسفورماتور در نظر گرفت. فرض می­کنیم که مقدار واتمتر P_scاست:

در اینجا R_e مقاومت معادل ترانسفورماتوراست.

اگر Z_e معادل امپدانس معادل ترانسفورماتورباشد:

از اینرو اگر راکتانس معادل ترانسفورماتور X_e باشد:

این مقادیر همگی مربوط به قسمت HV ترانسفورماتور هستند؛ چرا که تستها در این قسمت ترانسفورماتور انجام‌می­شوند. این مقادیر را به آسانی می­توان با تقسیم این مقادیر بر مربع نسبت تبدیل، به قسمت LV نیز تعمیم‌داد.

از این‌رو مشاهده‌می­شود که تست اتصال کوتاه ترانسفورماتور به منظور تعیین تلفات مسی در ترانسفورماتور در بار کامل و همچنین دستیابی به پارامترهایی جهت تقریب مدار معادل ترانسفورماتور استفاده‌می­شود.

مقالات مرتبط:

تست ترانسفورماتور | تستهای تایپ و تستهای روتین ترانسفورماتور

تست اسیدیته روغن عایق ترانسفورماتور

تست‌های روتین کلید های قدرت

لینک زبان اصلی مقاله :

Open and Short Circuit Test of Transformer