Cómo calcular el factor de transformación

El coeficiente de transformación «k» es la relación entre la tensión U1 en los extremos del devanado primario del transformador y la tensión U2 en los bornes de su devanado secundario, determinada al ralentí (cuando hay varios devanados secundarios, también hay varios coeficientes k, se determinan en este caso a su vez). Esta relación se considera igual a la relación del número de vueltas en los devanados respectivos.

El valor del coeficiente de transformación se calcula fácilmente dividiendo los indicadores EMF de los devanados del transformador en estudio: el EMF del devanado primario, por el EMF del secundario.

La relación de transformación es muy importante ya que es el valor por el cual el devanado secundario se acerca al primario. En condiciones de operación tiene gran importancia la relación de transformación de tensión, entendida como la relación entre la tensión nominal del transformador.

En los transformadores monofásicos no hay diferencia entre las relaciones de EMF y transformación de voltaje, pero en los transformadores trifásicos deben ser estrictamente diferentes entre sí.

Idealmente, la pérdida de potencia (sobre las corrientes de Foucault y para calentar los devanados) en el transformador están completamente ausentes, por lo que la relación de transformación para condiciones ideales se calcula simplemente dividiendo los voltajes terminales de los devanados. Pero no hay nada perfecto en el mundo, por lo que a veces es necesario recurrir a las medidas.

En realidad, siempre estamos tratando con un transformador elevador o reductor. Los transformadores de tensión que aumentan el factor de transformación son siempre menores que uno (y mayores que cero), para los reductores, mayores que uno. Es decir, la relación de transformación indica cuántas veces la corriente de carga del devanado secundario difiere de la corriente del devanado primario, o cuántas veces la tensión del devanado secundario es menor que la suministrada al devanado primario.

Por ejemplo, el transformador reductor TP-112-1 tiene un factor de transformación de 7,9 / 220 = 0,036 según el pasaporte, lo que significa que la corriente nominal (según el pasaporte) del devanado secundario de 1,2 amperios corresponde a la corriente del devanado primario de 43 mA.

Conociendo la relación de transformación, midiéndola, por ejemplo, con dos voltímetros al ralentí, puede asegurarse de que la relación del número de vueltas en los devanados es correcta. Si hay varios soportes, las mediciones se realizan en cada rama. Las mediciones de este tipo ayudan a detectar devanados dañados y determinan su polaridad.

Hay varias formas de determinar el factor de transformación:

• método de medición directa de voltajes con voltímetros;

• por el método del puente de CA (por ejemplo, un instrumento portátil del tipo "coeficiente" para analizar los parámetros de transformadores trifásicos y monofásicos);

• según el pasaporte de este transformador.

Para encontrar la relación de transformación real, tradicionalmente usan dos voltímetros... La relación de transformación nominal se calcula dividiendo los valores de voltaje medidos en reposo (se indican en el pasaporte del transformador).

Si está marcado transformador trifasico, entonces se deben realizar mediciones para dos pares de devanados con la menor corriente de cortocircuito. Cuando el transformador tiene conductores, algunos de los cuales están ocultos bajo la carcasa, el valor del coeficiente de transformación se determina únicamente para aquellos extremos que son accesibles desde el exterior para la conexión de dispositivos.

Si el transformador es monofásico, entonces la relación de transformación de operación se puede calcular fácilmente dividiendo el voltaje aplicado al devanado primario por el voltaje en el devanado secundario, medido por un voltímetro al mismo tiempo (con la carga conectada al secundario). circuito).

Con respecto a los transformadores trifásicos, esta operación se puede realizar de diferentes formas. La primera forma es suministrar tensión trifásica al devanado de alta tensión de una red trifásica, o la segunda forma es suministrar tensión monofásica a un solo devanado de tres, sin o con punto neutro. En cada variante, las tensiones de línea se miden en los terminales del mismo nombre de los devanados primario y secundario.

En cualquier caso, es imposible aplicar un voltaje a los devanados que exceda significativamente el valor nominal indicado en el pasaporte, porque entonces el error de medición será grande debido a las pérdidas incluso sin carga.

El mejor método es medir las relaciones de tensión entre los devanados secundario y primario utilizando voltímetros de alta precisión (clase de precisión 0,5 como máximo). Es aún mejor, si es posible, utilizar un dispositivo especial del tipo "coeficiente -3", un medidor universal del coeficiente de transformación, que no requiere la conexión de fuentes adicionales de tensión de red al transformador.

Para analizar transformadores de corriente, para calcular su relación de transformación se monta un circuito donde por el devanado primario del transformador pasa una corriente del 20 al 100% del valor nominal, y también se mide la corriente secundaria.

Así, la relación de transformación del transformador de corriente se encuentra empíricamente: el valor numérico de una corriente primaria dada I1 se divide por el valor de la corriente medida en el devanado secundario I2. Esta será la relación de transformación del transformador de corriente. El valor encontrado se compara con el valor del pasaporte, si hay un pasaporte.

Un transformador de corriente con múltiples devanados secundarios puede ser peligroso. Antes de comenzar las mediciones, todos los devanados secundarios del transformador de corriente están cortocircuitados; de lo contrario, se puede introducir un EMF medido en kilovoltios, lo que es peligroso para la vida humana y el equipo. La mayoría de los transformadores de corriente requieren la puesta a tierra del circuito magnético, para esto hay un terminal especial en sus cajas, marcado con la letra «Ж» — puesta a tierra.