Modul de scurtcircuit al transformatorului

Modul de scurtcircuit al transformatorului este un astfel de mod atunci când bornele înfășurării secundare sunt închise de un conductor de curent cu o rezistență egală cu zero (ZH = 0). Un scurtcircuit al transformatorului în timpul funcționării creează un mod de urgență, deoarece curentul secundar și, prin urmare, curentul primar, crește de câteva zeci de ori față de cel nominal. Prin urmare, în circuitele cu transformatoare se asigură o protecție care oprește automat transformatorul în cazul unui scurtcircuit.

În condiții de laborator, este posibil să se efectueze un scurtcircuit de testare al transformatorului, în care bornele înfășurării secundare sunt scurtcircuitate și la primar se aplică o tensiune Uk, în care curentul din înfășurarea primară nu să nu depăşească valoarea nominală (Ik < I1nom). În acest caz, tensiunea Uk, exprimată în procente, cu Ik = I1nom, se notează cu uK și se numește tensiunea de scurtcircuit a transformatorului. aceasta caracteristica transformatoruluiindicat în pașaport.

Prin urmare (%):

unde U1nom este tensiunea primară nominală.

Tensiunea de scurtcircuit depinde de tensiunea mai mare a înfășurărilor transformatorului. De exemplu, la o tensiune mai mare de 6-10 kV uK = 5,5%, la 35 kV uK = 6,5 ÷ 7,5%, la 110 kV uK = 10,5% etc. După cum puteți vedea, pe măsură ce tensiunea nominală crește, crește tensiunea de scurtcircuit a transformatorului.

Când tensiunea Uc este de 5-10% din tensiunea primară nominală, curentul de magnetizare (curent fără sarcină) scade de 10-20 de ori sau chiar mai semnificativ. Prin urmare, în modul de scurtcircuit se consideră că

Fluxul magnetic principal F scade, de asemenea, cu un factor de 10–20, iar curenții de scurgere ai înfășurărilor devin proporționali cu fluxul principal.

Deoarece atunci când înfășurarea secundară a transformatorului este scurtcircuitată, tensiunea la bornele sale este U2 = 0, de exemplu. etc. pp. deoarece ia forma

iar ecuația tensiunii pentru transformator se scrie ca

Această ecuație corespunde circuitului echivalent al transformatorului prezentat în Fig. 1.

Schema vectorială a transformatorului de scurtcircuit corespunzătoare ecuației și diagramei din Fig. 1 este prezentată în FIG. 2. Tensiunea de scurtcircuit are componente active și reactive. Unghiul φk dintre vectorii acestor tensiuni și curenți depinde de raportul dintre componentele inductive active și reactive ale rezistenței transformatorului.

Orez. 1. Circuitul echivalent al transformatorului în caz de scurtcircuit

Orez. 2. Schema vectorială a transformatorului în scurtcircuit

Pentru transformatoare cu putere nominală 5-50 kVA XK / RK = 1 ÷ 2; cu putere nominală de 6300 kVA sau mai mult XK / RK = 10 sau mai mult. Prin urmare, se crede că pentru transformatoarele de mare putere UK = Ucr și impedanța ZK = Xk.

Experienta in scurtcircuit.

Acest experiment, ca și experimentul fără sarcină, este efectuat pentru a determina parametrii transformatorului. Este asamblat un circuit (Fig. 3) în care înfășurarea secundară este scurtcircuitată de un jumper sau un fir metalic cu o rezistență aproape de zero. Înfășurării primare se aplică o tensiune Uk, la care curentul din ea este egal cu valoarea nominală I1nom.

Orez. 3. Schema experimentului de scurtcircuit al transformatorului

În funcție de datele de măsurare, se determină următorii parametri ai transformatorului.

Tensiune de scurtcircuit

unde UK este tensiunea măsurată cu un voltmetru la I1, = I1nom.În modul de scurtcircuit, UK este foarte mică, astfel încât pierderile fără sarcină sunt de sute de ori mai mici decât la tensiunea nominală. Astfel, putem presupune că Ppo = 0 și puterea măsurată de wattmetru este puterea pierdută Ppk, datorită rezistenței active a înfășurărilor transformatorului.

La curentul I1, = I1nom se obțin pierderi de putere nominale pentru încălzirea înfășurărilor Rpk.nom, care se numesc pierderi electrice sau pierderi de scurtcircuit.

Din ecuația tensiunii pentru transformator, precum și din circuitul echivalent (vezi Fig. 1), obținem

unde ZK este impedanța transformatorului.

Măsurând Uk și I1 puteți calcula impedanța transformatorului

Pierderea de putere în timpul unui scurtcircuit poate fi exprimată prin formula

Prin urmare, rezistența activă a înfășurărilor transformatorului

găsite din citirile wattmetrului și ampermetrului. Cunoscând Zk și RK, puteți calcula rezistența inductivă a înfășurărilor:

Cunoscând Zk, RK și Xk ale transformatorului, puteți construi tensiunile de scurtcircuit ale deltei principale (triunghiul OAB în Fig. 2) și, de asemenea, puteți determina componentele active și inductive ale tensiunii de scurtcircuit: