Испытание Сампнера или встречно-параллельное испытание трансформатора

Тест Сампнера или параллельный тест трансформатора на эффективность, регулирование напряжения и эффект нагрева

Проверка на обрыв цепи и проверка на короткое замыкание выполняются для определения эквивалентного параметра цепи. С помощью этих испытаний мы не можем обнаружить повышение температуры в трансформаторе. Поскольку при испытании на разомкнутую цепь проверяются только потери в сердечнике, а при испытании на короткое замыкание проверяются только потери в меди. Однако трансформатор не подвергается одновременно обеим потерям. Следовательно, альтернативой является тест Сампнера.

Решением этой проблемы является тест Сампнера. Испытание Сампнера проводится для определения КПД трансформатора, регулирования напряжения и теплового эффекта трансформатора в условиях нагрузки. Тест Сампнера также известен как параллельный тест. так как этот тест состоит из двух одинаковых трансформаторов, соединенных встречно-параллельно.

В тесте Сампнера моделируются фактические условия нагрузки без подключения фактической нагрузки. Для маленького трансформатора удобно подключать полную нагрузку. Но подключить полную нагрузку в случае больших трансформаторов затруднительно. Таким образом, этот тест помогает найти важные параметры трансформатора. А тест Сампнера дает более точные результаты по сравнению с тестами на обрыв и короткое замыкание.

Тест Сампнера — (последовательный тест)

Для проведения теста Сампнера требуются два однофазных трансформатора с одинаковыми параметрами. Экспериментальная схема теста Сампнера показана на рисунке ниже.

Как показано на рисунке выше, два трансформатора с одинаковым номиналом T₁ и Т₂ соединены впритык. Здесь первичная обмотка обоих трансформаторов соединена параллельно с номинальным напряжением питания и частотой. Амперметр А₁ , вольтметр В₁ и ваттметр W₁ подключен к входной стороне.

Вторичная обмотка обоих трансформаторов соединена последовательно с противоположной полярностью. Вольтметр V₂ подключается между обеими вторичными обмотками для проверки противоположности полярности. Диапазон вольтметра В₂ должно быть вдвое больше номинального вторичного напряжения. Теперь любые два вывода вторичной обмотки соединяются вместе (здесь B и C). А если вольтметр V₂ измеряет нулевое напряжение между оставшимися двумя клеммами (A и D), затем две обмотки соединяются последовательно в оппозиции, и мы можем использовать клеммы A и D для дальнейшей работы. В случае, если вольтметр V₂ считывает двойное значение номинального напряжения, вторичные обмотки подключены в той же полярности. Чтобы сделать это соединение противоположным, клеммы А и С соединяются вместе, а клеммы В и С используются для дальнейшего выполнения.

Теперь номинальная мощность подается на первичную обмотку. Суммарное напряжение на вторичной обмотке равно нулю. Следовательно, вторичная обмотка будет вести себя как разомкнутая цепь, и ток, протекающий через вторичную обмотку, будет равен нулю. Следовательно, из-за номинального напряжения в первичной обмотке и нулевого тока во вторичной обмотке ваттметр W1 измеряет потери в железе обоих трансформаторов.

Низкое напряжение (от 5 до 10 %) подается на клеммы вторичной обмотки с помощью регулирующего трансформатора T_R который возбуждается основным питанием. Амперметр А₂ подключен к вторичной стороне, как показано на рисунке выше. Величина вторичного питания регулируется по амперметру А₂ считывает вторичный ток при полной нагрузке. Вторичный ток создает ток полной нагрузки, протекающий в первичной обмотке (за счет действия трансформатора), и путь этого тока представлен зеленой пунктирной линией. Следовательно, трансформатор ведет себя как работающий в условиях полной нагрузки. Следовательно, ваттметр W₂ считывает значение потерь в меди при полной нагрузке для обоих трансформаторов.

Показания измерительных приборов, включенных в схему теста Сампнера, следующие;

• Амперметр A₁ =Ток холостого хода =2I₀
• Вольтметр V₁ =Приложенное номинальное входное напряжение (первичное напряжение)
• Ваттметр Вт₁ =Потери в сердечнике (потери в железе) обоих трансформаторов =2P_i
• Амперметр A₂ =Вторичный ток при полной нагрузке обоих трансформаторов =2I₂
• Вольтметр V₂ =Суммарное напряжение при последовательном соединении обеих вторичных обмоток
• Ваттметр Вт₂ =Потери в меди при полной нагрузке обоих трансформаторов =2P_cu

Таблица наблюдений

I1 Усилитель	В1 Вольты	W1 Вт	I2 Усилитель	В2 Вольты	W2 Вт
…..	…..	…..	…..	…..	…..

Расчет убытков

Здесь мы соединили два одинаковых трансформатора. Следовательно, потери, возникшие в обоих трансформаторах, одинаковы. Ваттметр (Вт₁ и W₂ ), включенный в цепь, измеряет потери в железе и в меди для обоих трансформаторов. Итак, если вам нужно найти потери для каждого трансформатора, вам нужно сделать половину показаний.

Расчет эффективности

Поэтому КПД трансформатора рассчитывается по формуле;

Расчет параметров цепи

Эквивалентные параметры цепи (эквивалентное сопротивление и реактивное сопротивление) можно рассчитать на основе показаний теста Сампнера с помощью приведенного ниже расчета.

Где R_S =Эквивалентное сопротивление трансформатора относительно вторичной обмотки.

Теперь падение напряжения на каждом трансформаторе:

Поэтому

Расчет повышения температуры

Температурный подъем трансформатора можно определить с помощью теста Сампнера. Следовательно, этот тест также известен как тест на нагрев. . В тесте Сампнера температура масла и обмотки через каждый интервал времени. Трансформаторы работают длительное время (от 36 до 48 часов), что приводит к повышению температуры масла. Отсюда определяется выдерживаемая способность трансформатора при высоких температурах.

Преимущества и недостатки теста Сампнера

Преимущество

Преимущества теста Сампнера для трансформатора перечислены ниже.

• Большую мощность трансформатора можно проверить без подключения фактической нагрузки.
• Энергия, необходимая для выполнения этого теста, очень мала. Она равна потерям обоих трансформаторов.
• С помощью теста Сампнера мы можем определить потери в меди, потери в железе, повышение температуры, параметры эквивалентной схемы и КПД трансформатора.

Недостаток

Единственным недостатком теста Сампнера является то, что для его выполнения требуются два идентичных трансформатора.