РЕЖИМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

Следует различать режим короткого замыкания в эксплуатацион­ных условиях и опыт короткого замыкания. Первый представляет собой аварийный режим трансформатора, так как трансформатор силь­но нагревается и перегрев может вызвать его разрушение.

Опытом короткого замыкания называется испытание трансформа­тора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном токе / = /1ном. 3tqt опыт (рис. 9.14) служит для опре-

деления важнейших параметров трансформаторов: мощности потерь в проводах, внутреннего падения напряжения и т. п. Опыт короткого замыкания, как и опыт холостого хода, обязателен при заводских ис­пытаниях. В режиме короткого замыкания (t/j =0) ЭДС Е2к, индукти­руемая во вторичной обмотке, как следует из второго закона Кирх­гофа (9.116), равна сумме напряжений на активном сопротивлении и индуктивном сопротивлении рассеяния вторичной обмотки:

Е2к (Лв2 + /Храс2^2к’

в то время как в рабочем режиме

Ег =-(4 +гва/, +/*рвсаЫ.

Напряжение первичной обмотки в опыте короткого замыкания UlK при токе / = /1ном равно примерно 5—10% номинального

ном * Поэтому действующее значение ЭДС Ег составляет лишь не­сколько процентов (2-5%) действующего значения ЭДС Ег в рабо­чем режиме. Пропорционально значению ЭДС уменьшается магнит­

ный поток в магнитопроводе [см. (9.16)], а вместе с ним намагничи­вающий ток и мощность потерь в магнитопроводе, пропорциональ­ная Ф2. Следовательно, можно считать, что при опыте короткого за­мыкания вся мощность Р трансформатора рдрна мощности потерь в проводах первичной и вторичной обмоток:

Р — т / 2 + л / 2 — т / 2 + т’ I’2

1 к в 1 1 к в2 2к в 1 1 к в2 2к •

Так как намагничивающим током / ввиду его относительной малости можно пренебречь, то согласно (9.10а) ./1к= 1^к и

Лк =^і ‘•кЛк — (9-14>

С увеличением номинальной полной мощности S — ом трансформато­ра активная мощность Р1к в опыте короткого замыкания относитель­но убывает. При 5ном -5 4- 20 кВ А отношение Р 1к/S £ равно 3,7—3%, а при 5ном = 320 — г 5600 кВ • А это отношение равно 2—1%.

По мощности потерь в трансформаторе при коротком замыкании вторичной обмотки Р и номинальном значении первичного тока Л к = /j ном на основании (9.14) определяется активное сопротивление короткого замыкания трансформатора:

L — <915>

Рис. 9.15

Рис. 9.14

Чтобы обеспечить минимальные размеры трансформатора, конструк­торы выбирают такие плотность тока в проводах и индукцию в магни-
топроводе, которые соответствуют почти предельно допустимой темпе­ратуре нагревания при работе трансформатора. По этой причине для определения мощности потерь в обмотках нагруженного трансфор­матора значение г найденное из опыта короткого замыкания, долж­но быть соответственно пересчитано (приведено к температуре 75 °С) (см. табл. 1.1).

Индуктивное сопротивление короткого замыкания можно считать не зависящим от температуры. Поэтому оно определяется непосред­ственно из результатов опыта:

(9.16)

Таким образом, полное сопротивление короткого замыкания, при­веденное к рабочей температуре 75 °С,

(9.17)

На рис. 9.15, а и б построены треугольник сопротивлений и подобный ему имеющий важное практическое значение основной треугольник короткого замыкания, катеты которого представляют в процентах но­минального напряжения J/1hom активную и индуктивную составляющие первичного напряжения в опыте короткого замыкания UlK. Эти со­ставляющие определяются при номинальном токе в первичной обмотке

т. е. катеты

г I

100%;

К ІНОМ ^1ном

t = 100%

к. р JJ

к

и

и гипотенуза

и

Напряжение короткого замыкания нк является важным параметром трансформатора, на основании которого определяются изменения вто­ричного напряжения нагруженного трансформатора (см. § 9.8). Напря­жение короткого замыкания указывается на щитке трансформатора.

Чем выше номинальные напряжения обмоток трансформатора, тем больнЕ напряжение «к, так как с увеличением, толщины изоляции про­водов возрастают потокосцепления рассеяния, а следовательно, и ин­дуктивные сопротивления рассеяния л^ас1 и *рас2- При номинальной полной мощности S =5000 — г 5600 кВ • А и номинальном высшем на-

НОМ

пряжении 6,3 и 10 кВ напряжение = 5,5%, а при номинальной мощно­сти 3200-4200 кВ • А и номинальном высшем напряжении 35 кВ на­пряжение ик= 1%.

Опыт короткого замыкания может служить также контрольным опытом для определения коэффициента трансформации. При коротком замыкании в уравнении (9.4) составляющая ^ixwi ничтожно мала по сравнению с двумя другими составляющими и ею можно пренебречь, следовательно,

Н’1/1к ** W2/2k (9Л8)

и коэффициент, трансформации

«2 1 = w2/wr «/1к//2к. (9.19)

Пренебрегая током холостого хода трансформатора / и определив параметры трансформатора rR и хк из опыта короткого замыкания, составим (рис. 9.16, а) упрощенную эквивалентную схему замещения трансформатора, для которой на рис. 9.16, б построена векторная диаграмма.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *