Elektroenergetyka

Rezystancje i reaktancje reprezentujące poszczególne zjawiska zachodzące w transformatorze są łączone w tzw. schemat zastępczy transformatora. Schemat zastępczy transformatora często przedstawia się w postaci odpowiadającej czwórnikowi w układzie T przyjęto, że transformator jest zasilany od strony górnego na pięcia, a w związku z tym, wszystkie parametry obwodu dolnego napięcia, jak również impedancję odbiornika, przeliczono na stron napięcia górnego. Przeliczanie wykonuje się na podstawie przekładni napięciowej transformatora Łatwo wykazać - na podstawie równoważności strat mocy wy stępujących w uzwojeniu dolnego napięcia wywołanych prądem rzeczywiście płynącym oraz prądem sprowadzonym że między rezystancjami i reaktancjami schematu rzeczywistego a re­zystancjami i reaktancjami sprowadzonymi na stronę górnego naipięcia zachodzą związki

Prąd pierwotny, nazywany prądem stanu jałowego 101> rozkłada się na składową czynną oraz składową bierną.  Pod wpływ strumienia <P w uzwojeniu pierwotnym transformatora indukuje siła elekromotoryczna El równa przeliczonej na stronę uzwoję pierwotnego sile elektromotorycznej indukowanej w uzwojeniu wtórnym, czyli El = E2. Jak łatwo zauważyć na schemacie zastępczym siła elektromotoryczna El powiększona o straty napięcia mi rezystancji i reaktancji rozproszenia uzwojenia pierwotnego równoważy napięcie zasilające. Ponieważ prąd stanu jałowego stanowi tylko kilka procent prą­du znamionowego, straty napięcia w uzwojeniu pierwotnym są w stanie jałowym transformato­ra energetycznego bardzo małe i dlatego są często pomijane. Na podstawie schematu zastęp­czego łatwo można sporządzić wykres wektoro­wy transformatora w stanie jałowym (rys. 3.16),

Po włączeniu transformatora do sieci zasilającej wyróżnia się trzy charakterystyczne stany jego pracy, to jest stan jałowy, obciążenie oraz zwarcie. Transformatory pracują w stanie jałowym, jeśli obwód strony wtórnej jest otwarty, czyli gdy prąd wtórny jest równy zero. Po włączeniu odbiornika transformator znajduje się w stanie obciążenia, przy czym zmniejszeniu impedancji odbiornika odpowiada j zwiększenie prądu wtórnego. Transformator jest obciążony znamionowo, jeśli prąd wtórny jest równy prądowi znamionowemu. Jeśli prąd wtórny jest większy od prądu znamionowego, transformator jest przeciążony. Po zmniejszeniu impedancji obciążenia do zera, czyli po zwarciu uzwojenia wtórne następuje stan zwarcia transformatora.
Analizę poszczególnych stanów pracy transformatora można łatwo przeprowadzić na podstaw

schematu zastępczego transformatora. W stanie jałowym transformatora prąd wtórny nie płynie, schemat zastępczy transformatora można więc sprowadzić do postaci przedstawionej na rysunku.