Режим короткого замикання трансформатора, характеристики короткого замикання
При роботі трансформатора можуть бути випадки, коли його вторинна обмотка замикається накоротко, а до пер-вічной підведено номінальну напругу. Струм корот-кого замикання в цьому випадку буде в 10-20 разів більше номінального. Такий вид замикання називають ава-рійное коротким замиканням. Транс-форматор в цьому випадку відключається від мережі вимикаю-щей апаратурою або запобіжниками.
Для дослідження трансформатора проводять досвід ко-Ротко замикання. При дослідженні короткого замикання вто-річної обмотку замикають накоротко, а до первинної підводять знижену напругу такої величини, щоб струми короткого замикання в обмотках трансформатора були рівні номінальним. Схема випробування короткого зами-Канія приведена на малюнку 97, а.
Підводиться в цьому випадку до трансформатора напругу називають напругою короткого замикання, його величину виражають звичайно в про-центах від номінальної напруги
Напруга короткого замикання позначають на за-водська щитку трансформатора.
Мал. 97. Досвід короткого замикання трансформатора:
а - схема, б - спрощена векторна діаграма, в - спрощена схема заміщення, г-характеристики короткого замикання
Для радянських трансформаторів напругою до 35 кв включно воно дорівнює 5,5-7,5%, а для трансформаторів 110 кв - 10,5-11,5%.
Спрощена векторна діаграма трансформатора при досвіді короткого замикання має вигляд трикутника ABC, який прийнято називати трикутником короткого замикання (рис. 97, б). Вектор на-напруги U'2 = 0, так як вторинна обмотка трансфор-матора замкнута накоротко.
Напруга UK, підведене до трансформатора при досвіді, складається з двох складових - падінь напря-вання на активному опорі обмоток I1 rк і на ін-дуктівном опорі обмоток I1хк.
Спрощена схема заміщення, що відповідає цій векторній діаграмі, наведена на малюнку 97, в. До за-жимам трансформатора АХ підведено знижений напругу Uк. а затиски ах замкнуті накоротко, ток I1 дорівнює номінальному.
При дослідженні короткого замикання затискачі вторинної обмотки трансформатора ах ретельно замикають нако-Ротко, а до затискачів первинної обмотки АХ підводять від генератора змінного струму знижений напруги-ня UК (рис. 97, а). У схему включають ті ж прилади, що і при випробуванні холостого ходу. Амперметр в ланцюг вто-річної обмотки включати не можна, так як це сильно спотворить результати досвіду.
З даних досвіду короткого замикання можна визна-ділити параметри короткого замикання zK. rk і xк. Так як
Підведена до трансформатора при досвіді короткого замикання потужність витрачається в основному на покриття втрат в міді обмоток, так як під час цього досвіду трансформатор ніякої корисної роботи не робить, а втратами в сталі можна знехтувати. Втрати в стали дуже малі, так як малий магнітний потік трансформатора Ф, т. Е. Рк РМЕД в первинної РМ1 і вторинної Pм2 обмотках трансформатора. тоді
Для отримання реальної величини активного опору-тивления короткого замикання обчислене з досвіду со-опір rк призводять до умовної температурі 75 °, середній температурі, яку мають обмотки трансфор-матора в процесі експлуатації при навантаженні,
де rk75 - опір обмоток при температурі 75 ° (ом), rkt - опір обмоток, виміряний при температурі t ° (ом), t - температура обмоток при проведенні досвіду (град).
Так як при дослідженні короткого замикання по обмоткам протікають номінальні струми, то, визначивши потужність Рk, ми дізнаємося втрати в міді обмоток трансформатора при його номінальному навантаженні. Для цього в основному і про-водять досвід короткого замикання.
Змінюючи підводиться до первинної обмотці трансфор-матора напруга від нуля до UK, можна побудувати характеристики короткого замикання. Залежність мощ-ності Рк. струму Iкі коефіцієнта потужності короткого замикання cos # 966; кіт напруги, що підводиться при постоян-ної частоті в мережі називають характеристиками корот-кого замикання (рис. 97, г). Як видно з малюнка, при зміні напруги коефіцієнт потужності залишається постійним, ток Ік зростає прямо пропорційно, потужність короткого замикання різко зростає зі збільшенням напруги, так як Рк = I 2 до rк, а так як зі збільшенням напруги Ік зростає прямо пропор- нальних, то крива Рк має параболічний вид.
Потужність короткого замикання при номінальній на-вивантаження трансформаторів, приведена до умовної темпе-ратурі 75 °, для силових трансформаторів становить 1-3,7% номінальної потужності трансформаторів. Чим більше потужність трансформатора, тим менший відсоток втрат в міді його обмоток.