Режим на късо съединение на трансформатора

Режимът на късо съединение на трансформатора е такъв режим, когато клемите на вторичната намотка са затворени от токов проводник със съпротивление, равно на нула (ZH = 0). Късо съединение на трансформатора по време на работа създава авариен режим, тъй като вторичният ток и следователно първичният ток се увеличават няколко десетки пъти в сравнение с номиналния. Следователно, във вериги с трансформатори се осигурява защита, която автоматично изключва трансформатора в случай на късо съединение.

В лабораторни условия е възможно да се проведе изпитателно късо съединение на трансформатора, при което клемите на вторичната намотка са късо съединени, а към първичната е приложено напрежение Uk, при което токът в първичната намотка не надвишава номиналната стойност (Ik <I1nom). В този случай напрежението Uk, изразено в проценти, с Ik = I1nom, се обозначава с uK и се нарича напрежение на късо съединение на трансформатора. то характеристика на трансформаторапосочени в паспорта.

Поради това (%):

където U1nom е номиналното първично напрежение.

Напрежението на късо съединение зависи от по-високото напрежение на намотките на трансформатора. Така например, при по-високо напрежение от 6-10 kV uK = 5,5%, при 35 kV uK = 6,5 ÷ 7,5%, при 110 kV uK = 10,5%и т.н. Както можете да видите, с увеличаване на номиналното по-високо напрежение увеличава напрежението на късо съединение на трансформатора.

Когато напрежението Uc е 5-10% от номиналното първично напрежение, токът на намагнитване (ток на празен ход) намалява 10-20 пъти или дори по-значително. Следователно, в режим на късо съединение се счита, че

Основният магнитен поток Ф също намалява с коефициент 10–20, а потоците на изтичане на намотките стават съизмерими с основния поток.

Тъй като при късо съединение на вторичната намотка на трансформатора, напрежението на неговите клеми е U2 = 0, e. и т.н. с. защото тя приема формата

и уравнението на напрежението за трансформатора се записва като

Това уравнение съответства на еквивалентната верига на трансформатора, показана на фиг. 1.

Векторната диаграма на трансформатора с късо съединение, съответстваща на уравнението и диаграмата на фиг. 1 е показано на фиг. 2. Напрежението на късо съединение има активни и реактивни компоненти. Ъгълът φk между векторите на тези напрежения и токове зависи от съотношението между активните и реактивните индуктивни компоненти на съпротивлението на трансформатора.

Ориз. 1. Еквивалентна верига на трансформатора в случай на късо съединение

Ориз. 2. Векторна диаграма на трансформатора при късо съединение

За трансформатори с номинална мощност 5-50 kVA XK / RK = 1 ÷ 2; с номинална мощност 6300 kVA или повече XK / RK = 10 или повече. Следователно се смята, че за трансформатори с висока мощност UK = Ucr, а импедансът ZK = Xk.

Опит при късо съединение.

Този експеримент, подобно на експеримента без товар, се провежда за определяне на параметрите на трансформатора. Сглобява се верига (фиг. 3), при която вторичната намотка е късо съединена от метален джъмпер или проводник със съпротивление близо до нула. Към първичната намотка се прилага напрежение Uk, при което токът в него е равен на номиналната стойност I1nom.

Ориз. 3. Схема на експеримента за късо съединение на трансформатора

Според данните от измерването се определят следните параметри на трансформатора.

Напрежение на късо съединение

където UK е напрежението, измерено с волтметър при I1, = I1nom.В режим на късо съединение Великобритания е много малка, така че загубите без товар са стотици пъти по-малки, отколкото при номинално напрежение. По този начин можем да приемем, че Ppo = 0 и измерената мощност от ватметъра е загубата на мощност Ppk, поради активното съпротивление на намотките на трансформатора.

При ток I1, = I1nom get номинални загуби на мощност за нагряване на намотките Rpk.nom, които се наричат електрически загуби или загуби от късо съединение.

От уравнението на напрежението за трансформатора, както и от еквивалентната верига (виж фиг. 1), получаваме

където ZK е импедансът на трансформатора.

Чрез измерване на Uk и I1 можете да изчислите трансформаторен импеданс

Загубата на мощност по време на късо съединение може да се изрази с формулата

Следователно активно съпротивление на намотките на трансформатора

намерени от показанията на ватметъра и амперметъра. Познавайки Zk и RK, можете да изчислите индуктивно съпротивление на намотките:

Познавайки Zk, RK и Xk на трансформатора, можете да изградите напрежения на късо съединение на главната делта (триъгълник OAB на фиг. 2), а също така определя активните и индуктивните компоненти на напрежението на късо съединение: