Měření transformátoru naprázdno a nakrátko

Vzorce pro určení parametrů transformátoru
Z vynesených grafů je nutné odečíst hodnoty I 10 a P 10 pro jmenovité napětí U 1N (pokud nebyly přesně
změřeny).
Impedance transformátoru naprázdno Z 0 je pak:
Z
U
10
0
= [Ω]
I10
Účiník naprázdno cos φ 0 při jmenovitém napětí U 1N je roven podílu činného výkonu a zdánlivého
výkonu:
cos φ
P
10
0
= [-]
3 ⋅ U1N ⋅ I10
Odpor R Fe popisující magnetizační ztráty a ztráty vířivými proudy (tzv. ztráty v železe) je vypočtený z
impedance Z 0 .
R
Z
0
Fe
= [Ω]
cos φ0
Magnetizační reaktanci X µ vypočteme také z impedance Z 0 .
X
Z
0
µ
= [Ω]
sinφ0
Procentní proud naprázdno udává míru velikosti proudu naprázdno transformátoru s jmenovitém
proudu I 1N .
S
N
I1N
= ⋅100%
3⋅
U1N
I
10
i0%
= ⋅ 100%
I1N
Měření nakrátko
Teoretický rozbor
Stav nakrátko je stavem transformátoru, při kterém jsou sekundární svorky zkratovány. Zkratový
proud tekoucí sekundárním vinutím je dán tvrdostí transformátoru a je značně vysoký (7-25x). Transformátor
při chodu nakrátko se jeví jako tlumivka o impedanci Z 1K , jejíž reálná část R 1K je součtem ohmického odporu
vstupního vinutí a přepočteného odporu výstupního vinutí R 1 +R’ 2 a imaginární část je dána součtem
rozptylových reaktanci X 1σ +X’ 2σ . Abychom mohli určit tyto parametry, je nejlépe měřit transformátor tak aby
pracoval v oblasti nenasycení magnetického obvodu ale při jmenovitém proudu (příčná impedance Z 0 je
vzhledem k impedanci Z K zanedbatelná). Můžeme ho dosáhnout tak, že zkratujeme sekundárního vinutí a
svorky primárního vinutí připojíme na výstupní svorky regulačního transformátoru. Když budeme zvyšovat
napětí začne růst i proud protékající vinutími. Jakmile proud dosáhne hodnoty jmenovitého proudu I 1K dosáhli
jsme stavu nakrátko a odečteme hodnotu odpovídajícího napětí U 1K . Toto napětí je napětím nakrátko, jeden z
provozních parametrů transformátoru. Pomocí převrácené hodnoty procentního napětí nakrátko lze učit
ustálený zkratový proud při jmenovitém napětí.
Impedance nakrátko je celková hodnota nahrazující sériové zapojení dvou odporů R 1 a R 2 ' a dvou
reaktancí rozptylových indukčností popisující primární a sekundární vinutí. Často se uvádí že přepočítané
parametry sekundárního vinutí jsou hodnotově stejné jako parametry primárního vinutí. Proto lze také napsat,
že R 1 = R 2 ' a X σ1 = X σ2 '.
Důležitou hodnotou při měření nakrátko jsou ztráty ∆P K (tzv. ztráty nakrátko nebo ztráty ve vinutí)
vznikající průchodem proudu vinutím. Odpovídají činnému odporu vinutí a jsou kvalitativním parametrem
(spolu se ztrátami naprázdno ∆P 0 ) určující účinnost přenosu elektrické energie transformátorem.
Cíle měření
Změřit napětí nakrátko U 1K a stanovit procentní napětí nakrátko u K%
Změřit ztráty nakrátko ∆P K =∆P Cu .