Jak vypočítat transformační faktor

Transformační koeficient «k» je poměr napětí U1 na koncích primárního vinutí transformátoru k napětí U2 na svorkách jeho sekundárního vinutí, určený při volnoběžných otáčkách (pokud existuje několik sekundárních vinutí, několik koeficientů k, jsou v tomto případě určeny postupně). Tento poměr se považuje za rovný poměru počtu závitů v příslušných vinutích.

Hodnota transformačního koeficientu se snadno vypočítá vydělením indikátorů EMF vinutí studovaného transformátoru: EMF primárního vinutí — EMF sekundárního.

Transformační poměr je velmi důležitý jako hodnota, kterou je sekundární vinutí přivedeno k primárnímu. V provozních podmínkách má velký význam poměr transformace napětí, který je chápán jako poměr jmenovitého napětí transformátoru.

V jednofázových transformátorech není žádný rozdíl mezi poměry EMF a transformace napětí, ale u třífázových transformátorů se musí navzájem přísně lišit.

V ideálním případě ztráta energie (na Foucaultových proudech a pro ohřev vinutí) v transformátoru zcela chybí, proto se transformační poměr pro ideální podmínky vypočítá prostým dělením svorkových napětí vinutí. Na světě ale není nic dokonalého, a tak je občas nutné uchýlit se k měření.

Ve skutečnosti máme vždy co do činění s zvyšovacím nebo klesajícím transformátorem. Napěťové transformátory, které zvyšují transformační faktor, jsou vždy menší než jedna (a větší než nula), u snižujících více než jedna. To znamená, že transformační poměr udává, kolikrát se zatěžovací proud sekundárního vinutí liší od proudu primárního vinutí nebo kolikrát je napětí sekundárního vinutí menší než napětí dodávané do primárního vinutí.

Například snižovací transformátor TP-112-1 má podle pasportu transformační faktor 7,9 / 220 = 0,036, což znamená, že jmenovitý proud (podle pasu) sekundárního vinutí 1,2 ampéru odpovídá proudu primárního vinutí 43 mA.

Znáte-li transformační poměr, jeho měřením, například dvěma voltmetry při volnoběhu, můžete se ujistit, že poměr počtu závitů ve vinutí je správný. Pokud existuje několik závorek, pak se měření provádějí na každé větvi. Měření tohoto typu pomáhají odhalit poškozená vinutí, určit jejich polaritu.

Transformační faktor lze určit několika způsoby:

• metoda přímého měření napětí voltmetry;

• metodou AC můstek (např. přenosný přístroj typu "koeficient" pro analýzu parametrů třífázových a jednofázových transformátorů);

• podle pasportu tohoto transformátoru.

Pro zjištění skutečného transformačního poměru tradičně používají dva voltmetry... Jmenovitý transformační poměr se vypočítá dělením hodnot napětí naměřených při volnoběhu (jsou uvedeny v pasu transformátoru).

Pokud je zaškrtnuto třífázový transformátor, pak by měla být provedena měření pro dva páry vinutí s nejmenším zkratovým proudem. Pokud má transformátor vodiče, z nichž některé jsou skryty pod pláštěm, je hodnota transformačního koeficientu určena pouze pro ty konce, které jsou zvenčí přístupné pro připojení zařízení.

Pokud je transformátor jednofázový, pak lze provozní transformační poměr snadno vypočítat vydělením napětí přivedeného na primární vinutí napětím na sekundárním vinutí, měřeným současně voltmetrem (se zátěží připojenou k sekundárnímu vinutí obvod).

U třífázových transformátorů může být tato operace provedena různými způsoby. Prvním způsobem je přivést třífázové napětí do vysokonapěťového vinutí třífázové sítě, nebo druhým způsobem je přivést jednofázové napětí pouze do jednoho vinutí ze tří, bez nebo s neutrálním bodem. Síťová napětí jsou v každé variantě měřena na stejnojmenných svorkách primárního a sekundárního vinutí.

V žádném případě není možné přivést na vinutí napětí, které výrazně překračuje jmenovitou hodnotu uvedenou v pasu, protože pak bude chyba měření velká kvůli ztrátám i bez zatížení.

Nejlepší metodou je měření poměrů napětí mezi sekundárním a primárním vinutím pomocí vysoce přesných voltmetrů (třída přesnosti maximálně 0,5). Ještě lepší je, pokud je to možné, použít speciální zařízení typu "koeficient -3" - univerzální měřič transformačního koeficientu, který nevyžaduje připojení dalších zdrojů síťového napětí k transformátoru.

Pro analýzu proudové transformátory, pro výpočet jeho transformačního poměru se sestaví obvod, kde primárním vinutím transformátoru prochází proud od 20 do 100 % jmenovité hodnoty a měří se i sekundární proud.

Transformační poměr proudového transformátoru se tedy zjistí empiricky: číselná hodnota daného primárního proudu I1 se vydělí hodnotou měřeného proudu v sekundárním vinutí I2. To bude transformační poměr proudového transformátoru. Zjištěná hodnota se porovná s hodnotou pasu, pokud pas existuje.

Proudový transformátor s více sekundárními vinutími může být nebezpečný. Před zahájením měření jsou všechna sekundární vinutí proudového transformátoru zkratována, jinak do nich může být zavedeno EMF měřené v kilovoltech, které je nebezpečné pro lidský život a zařízení. Většina proudových transformátorů vyžaduje uzemnění magnetického obvodu, k tomu je na jejich krabicích speciální svorka označená písmenem «Ж» — uzemnění.