Sumpner-test of back-to-back-test op een transformator

Sumpner-test of back-to-back-test op transformator voor efficiëntie, spanningsregeling en verwarmingseffect

De open-circuittest en kortsluittest worden uitgevoerd om de equivalente circuitparameter te bepalen. Met behulp van deze tests kunnen we de temperatuurstijging in een transformator niet vinden. Omdat de open-circuittest wordt onderzocht, wordt alleen het kernverlies en de kortsluittest onderzocht, alleen koperverlies. De transformator wordt echter niet gelijktijdig aan beide verliezen onderworpen. Daarom is het alternatief de test van Sumpner.

De oplossing voor dit probleem is de Sumpner-test. De Sumpner-test wordt uitgevoerd om het transformatorrendement, de spanningsregeling en het verwarmingseffect van de transformator onder belastingsomstandigheden te bepalen. De Sumpner-test staat ook bekend als de back-to-back-test aangezien deze test bestaat uit twee identieke transformatoren die rug-aan-rug zijn aangesloten.

In de test van Sumpner worden de werkelijke belastingsomstandigheden gesimuleerd zonder de werkelijke belasting aan te sluiten. Voor een kleine transformator is het handig om vollast aan te sluiten. Maar bij grote transformatoren is het lastig om vollast aan te sluiten. Daarom helpt deze test om de belangrijke parameters van de transformator te vinden. En de Sumpner-test geeft nauwkeurigere resultaten in vergelijking met open circuit- en kortsluittests.

Sumpner's Test – (Back-to-Back Test)

Voor het uitvoeren van de Sumpner-test zijn twee enkelfasige transformatoren met identieke nominale waarden vereist. Het experimentele schakelschema van de Sumpner-test wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding, twee identieke classificatietransformatoren T₁ en T₂ rug aan rug zijn verbonden. Hier is de primaire wikkeling van beide transformatoren parallel geschakeld met de nominale voedingsspanning en frequentie. Een ampèremeter A₁ , een voltmeter V₁ , en een wattmeter W₁ is aangesloten op de ingangszijde.

De secundaire wikkeling van beide transformatoren is in serie geschakeld met tegengestelde polariteiten. Een voltmeter V₂ is aangesloten tussen beide secundaire wikkelingen om de polariteitsoppositie te controleren. Het bereik van voltmeter V₂ moet het dubbele zijn van de nominale secundaire spanning. Nu zijn twee willekeurige klemmen van de secundaire wikkeling met elkaar verbonden (hier B en C). En als de voltmeter V₂ meet nulspanning tussen de resterende twee terminals (A en D), dan worden twee wikkelingen in serie tegengesteld geschakeld en kunnen we A- en D-terminals gebruiken voor verdere prestaties. In het geval dat de voltmeter V₂ leest een dubbele waarde van de nominale spanning, de secundaire wikkelingen zijn in dezelfde polariteit aangesloten. Om deze aansluiting hiernaast te maken, worden klemmen A en C met elkaar verbonden en worden klemmen B en C gebruikt voor verdere prestaties.

Nu wordt de nominale voeding aan de primaire wikkeling gegeven. De totale spanning over de secundaire wikkeling is nul. Daarom zullen de secundaire wikkelingen zich gedragen als een open circuit en is de stroom die door de secundaire wikkeling vloeit nul. Daarom meet de wattmeter W1 vanwege de nominale spanning in de primaire en de nulstroom in de secundaire het ijzerverlies van beide transformatoren.

Een lage spanning (nauwelijks 5 tot 10%) wordt aan de secundaire klemmen gegeven met behulp van een regulerende transformator T_R die wordt opgewekt door de hoofdvoeding. Een ampèremeter A₂ is aangesloten op de secundaire zijde zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding. De grootte van de secundaire voeding wordt aangepast tot de ampèremeter A₂ leest vollast secundaire stroom. De secundaire stroom produceert vollaststroom die in de primaire wikkeling vloeit (door transformatorwerking) en het pad van deze stroom wordt weergegeven als een groene stiplijn. Daarom gedraagt ​​​​de transformator zich alsof hij onder volledige belasting werkt. Daarom is de wattmeter W₂ leest de waarde van vollast koperverlies voor beide transformatoren.

De uitlezing van meetapparatuur die is aangesloten in het circuit van Sumpner's test is als volgt;

• Ammeter A₁ =Nullaststroom =2I₀
• Voltmeter V₁ =Toegepaste nominale ingangsspanning (primaire spanning)
• Wattmeter W₁ =Kernverliezen (ijzerverliezen) van beide transformatoren =2P_i
• Ammeter A₂ =Vollast secundaire stroom van beide transformatoren =2I₂
• Voltmeter V₂ =Totale spanning over serieschakeling van beide secundaire wikkelingen
• Wattmeter W₂ =Koperverlies bij volledige belasting van beide transformatoren =2P_cu

Observatietabel

Berekening van verliezen

Hier hebben we twee identieke transformatoren aangesloten. Daarom zijn de verliezen die in beide transformatoren zijn opgetreden hetzelfde. De wattmeter (W₁ en W₂ ) aangesloten in het circuit meet het ijzerverlies en het koperverlies voor beide transformatoren. Dus als u de verliezen voor elke transformator moet vinden, moet u de helft van de meting doen.

Berekening van efficiëntie

Daarom wordt het rendement van een transformator berekend door;

Berekening van circuitparameter

Equivalente circuitparameters (equivalente weerstand en reactantie) kunnen worden berekend uit de meetwaarden van de Sumpner-test door de onderstaande berekening.

Waar R_S =Equivalente weerstand van de transformator met betrekking tot de secundaire zijde.

Nu, spanningsval van elke transformator:

Daarom,

Berekening van temperatuurstijging

De gematigde stijging van een transformator kan worden bepaald met behulp van de Sumpner's test. Vandaar dat deze test ook bekend staat als de heat run-test . In Sumpner's test, de temperatuur van olie en wikkeling na elk tijdsinterval. De transformatoren werken voor een lange periode (36 tot 48 uur) en dit resulteert in een temperatuurstijging van olie. Daaruit wordt de weerstandscapaciteit van de transformator bepaald bij hoge temperaturen.

Voor- en nadelen van de Sumpner-test

Voordeel

De voordelen van de Sumpner-test van een transformator staan ​​hieronder vermeld.

• De grote capaciteit van een transformator kan worden getest zonder daadwerkelijke belasting aan te sluiten.
• Het vermogen dat nodig is om deze test uit te voeren is erg klein. Het is gelijk aan het verlies van beide transformatoren.
• Met behulp van de Sumpner-test kunnen we het koperverlies, ijzerverlies, temperatuurstijging, equivalente circuitparameters en efficiëntie van de transformator vinden.

Nadeel

Het enige nadeel van de Sumpner-test is dat er twee identieke transformatoren nodig zijn om deze test uit te voeren.