Unterbrechungs- und Kurzschlusstest am Transformator

By | September 23, 2022

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Diese beiden Transformatortests werden durchgeführt, um die Parameter des Ersatzschaltbildes des Transformators und die Verluste des Transformators zu ermitteln. Leerlauftest und Kurzschlusstest am Transformator sind sehr wirtschaftlich und bequem, da sie ohne tatsächliche Belastung des Transformators durchgeführt werden.

Unterbrechungs- oder Leerlauftest am Transformator

Eine Leerlaufprüfung oder Leerlaufprüfung an einem Transformator wird durchgeführt, um den „Leerlaufverlust (Kernverlust)“ und den „Leerlaufstrom I“ zu bestimmen0‘. Das Schaltplan für Leerlauftest ist in der Abbildung unten dargestellt.

Leerlauf- oder Leerlauftest am Transformator

Normalerweise wird die Hochspannungswicklung (HV) offen gehalten und die Niederspannungswicklung (LV) wird an ihre normale Versorgung angeschlossen. Ein Wattmeter (W), Amperemeter (A) und Voltmeter (V) werden wie in der Abbildung gezeigt an die LV-Wicklung angeschlossen. Nun wird die angelegte Spannung mit Hilfe eines Variacs langsam von Null auf den normalen Nennwert der LV-Seite erhöht. Wenn die angelegte Spannung den Nennwert der LV-Wicklung erreicht, werden Messwerte von allen drei Instrumenten genommen.

Der Messwert des Amperemeters gibt den Leerlaufstrom I an0. Da ich0 selbst sehr klein ist, können die Spannungsabfälle durch diesen Strom vernachlässigt werden.

Die Eingangsleistung wird durch das Wattmeter (W) angezeigt. Und da die andere Seite des Transformators offen ist, gibt es keine Ausgangsleistung. Daher besteht diese Eingangsleistung nur aus Kernverlusten und Kupferverlusten. Wie oben beschrieben, ist der Leerlaufstrom so klein, dass diese Kupferverluste vernachlässigt werden können. Daher ist jetzt die Eingangsleistung fast gleich den Kernverlusten. Somit gibt der Wattmeterwert die Kernverluste des Transformators an.

Manchmal wird ein Voltmeter mit hohem Widerstand über die HV-Wicklung angeschlossen. Obwohl ein Voltmeter angeschlossen ist, kann die HV-Wicklung als offener Stromkreis behandelt werden, da der Strom durch das Voltmeter vernachlässigbar klein ist. Dies hilft dabei, das Spannungstransformationsverhältnis (K) zu finden.

Die beiden Komponenten des Leerlaufstroms können angegeben werden als:

ich = ich0Sünde0 und ichw = ich0cos0.
cos0 (Leerlaufleistungsfaktor) = W / (V1ich0). … (W = Wattmeter-Anzeige)

Daraus werden Shunt-Parameter des Ersatzschaltbildes des Transformators (X0 und R0) kann berechnet werden als

X0 = V1/ICH und R0 = V1/ICHw.

(Diese Werte beziehen sich auf die NS-Seite des Transformators.)
Daher sieht man das Open-Circuit-Test gibt Kernverluste des Transformators und Shunt-Parameter des Ersatzschaltbildes an.

Kurzschluss- oder Impedanztest am Transformator

Das Anschlussplan für Kurzschlusstest oder Impedanztest am Transformator ist wie in der Abbildung unten gezeigt. Die LV-Seite des Transformators ist kurzgeschlossen und Wattmeter (W), Voltmere (V) und Amperemeter (A) sind an der HV-Seite des Transformators angeschlossen. Die Spannung wird an die HV-Seite angelegt und von Null erhöht, bis der Amperemeter-Messwert dem Nennstrom entspricht. Alle Messwerte werden bei diesem Nennstrom gemessen.

Kurzschluss- oder Impedanztest am Transformator

Der Messwert des Amperemeters gibt das primäre Äquivalent des Volllaststroms (Isc).

Die angelegte Spannung für Volllaststrom ist im Vergleich zur Nennspannung sehr klein. Daher kann der Kernverlust aufgrund einer kleinen angelegten Spannung vernachlässigt werden. Somit kann der Wattmeterwert als Kupferverlust im Transformator genommen werden.

Also W = Isc2RGl……. (wobei RGl ist der äquivalente Widerstand des Transformators)
ZGl = Vsc/ICHsc.

Daher kann die äquivalente Reaktanz des Transformators aus der Formel Z berechnet werdenGl2 = RGl2 +XGl2.

Diese Werte beziehen sich auf die Oberspannungsseite des Transformators.
Daraus ist ersichtlich, dass der Kurzschlusstest die Kupferverluste des Transformators und den ungefähren Ersatzwiderstand und die Reaktanz des Transformators liefert.

Warum werden Transformatoren in kVA bewertet?

Aus den obigen Transformatortests ist ersichtlich, dass der Cu-Verlust eines Transformators vom Strom und der Eisenverlust von der Spannung abhängt. Somit hängt der gesamte Transformatorverlust von Voltampere (VA) ab. Er hängt nicht vom Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom ab, dh der Transformatorverlust ist unabhängig vom Leistungsfaktor der Last. Dies ist das Grund dafür, dass Transformatoren in kVA bewertet werden.