Transzformátor rövidzár üzemmód

A transzformátor rövidzárlati módja olyan üzemmód, amikor a szekunder tekercs kapcsait nullával egyenlő ellenállású áramvezető zárja (ZH = 0). A transzformátor működés közbeni rövidzárlata vészüzemmódot hoz létre, mivel a szekunder áram és így a primer áram több tízszeresére nő a névlegeshez képest. Ezért a transzformátorral ellátott áramkörökben olyan védelem biztosított, amely rövidzárlat esetén automatikusan kikapcsolja a transzformátort.

Laboratóriumi körülmények között lehetőség van a transzformátor próbazárlatának elvégzésére, amelyben a szekunder tekercs kapcsait rövidre zárják, és a primerre Uk feszültséget kapcsolnak, amelyben a primer tekercsben lévő áram ne haladja meg a névleges értéket (Ik < I1nom). Ebben az esetben a százalékban kifejezett Uk feszültséget, ahol Ik = I1nom, uK-val jelöljük, és a transzformátor zárlati feszültségének nevezzük. azt a transzformátorra jellemzőaz útlevélben feltüntetve.

És így (%):

ahol U1nom a névleges primer feszültség.

A rövidzárlati feszültség a transzformátor tekercseinek nagyobb feszültségétől függ. Például 6-10 kV-os nagyobb feszültségen uK = 5,5%, 35 kV-on uK = 6,5 ÷ 7,5%, 110 kV-on uK = 10,5% stb. Mint látható, a névleges feszültség növekedésével a transzformátor rövidzárlati feszültsége nő.

Ha az Uc feszültség a névleges primer feszültség 5-10%-a, a mágnesező áram (üresjárati áram) 10-20-szorosára vagy még jelentősebb mértékben csökken. Ezért rövidzárlatos üzemmódban úgy tekintjük, hogy

Az F fő mágneses fluxus is 10-20-szorosára csökken, és a tekercsek szivárgási áramai arányossá válnak a fő fluxussal.

Mivel a transzformátor szekunder tekercsének rövidre zárásakor a kapcsain a feszültség U2 = 0, pl. stb. pp. mert formát ölt

és a transzformátor feszültségegyenlete a következőképpen van felírva

Ez az egyenlet az ábrán látható transzformátor egyenértékű áramkörnek felel meg. 1.

ábra szerinti egyenletnek megfelelő zárlati transzformátor vektordiagramja és diagramja. Az 1. ábra az 1. ábrán látható. 2. A rövidzárlati feszültségnek aktív és reaktív komponensei vannak. Ezen feszültségek és áramok vektorai közötti φk szög a transzformátor ellenállásának aktív és reaktív induktív komponensei közötti aránytól függ.

Rizs. 1. A transzformátor egyenértékű áramköre rövidzárlat esetén

Rizs. 2. Rövidzárlat alatti transzformátor vektor diagramja

5-50 kVA névleges teljesítményű transzformátorokhoz XK / RK = 1 ÷ 2; 6300 kVA vagy nagyobb névleges teljesítménnyel XK / RK = 10 vagy több. Ezért úgy gondolják, hogy a nagy teljesítményű transzformátorok esetében UK = Ucr és az impedancia ZK = Xk.

Rövidzárlati tapasztalat.

Ezt a kísérletet, akárcsak az üresjárati kísérletet, a transzformátor paramétereinek meghatározására végzik. Egy áramkört állítanak össze (3. ábra), amelyben a szekunder tekercset egy nullához közeli ellenállású fém jumper vagy vezeték zárja rövidre. A primer tekercsre Uk feszültséget kapcsolunk, amelyen az áramerősség megegyezik az I1nom névleges értékkel.

Rizs. 3. A transzformátor rövidzárlati kísérletének vázlata

A mérési adatok alapján a transzformátor alábbi paramétereit határozzuk meg.

Rövidzárlati feszültség

ahol UK a voltmérővel mért feszültség I1, = I1nom.Zárlati üzemmódban az UK nagyon kicsi, így az üresjárati veszteségek százszor kisebbek, mint a névleges feszültségnél. Így feltételezhetjük, hogy Ppo = 0, és a wattmérővel mért teljesítmény a Ppk teljesítményveszteség, a transzformátor tekercseinek aktív ellenállása miatt.

Az I1, = I1nom áramnál névleges teljesítményveszteségeket kap a tekercsek fűtéséhez Rpk.nom, amelyet elektromos veszteségnek vagy rövidzárlati veszteségnek nevezünk.

A transzformátor feszültségegyenletéből, valamint az egyenértékű áramkörből (lásd az 1. ábrát) megkapjuk

ahol ZK a transzformátor impedanciája.

Az Uk és I1 mérésével kiszámíthatja a transzformátor impedanciáját

A rövidzárlat alatti teljesítményveszteség a képlettel fejezhető ki

Ezért a transzformátor tekercseinek aktív ellenállása

a wattmérő és az ampermérő leolvasása alapján. A Zk és RK ismeretében kiszámíthatja a tekercsek induktív ellenállását:

A transzformátor Zk, RK és Xk értékeinek ismeretében felállíthatja a fődelta zárlati feszültségeit (2. ábrán OAB háromszög), valamint meghatározhatja a rövidzárlati feszültség aktív és induktív összetevőit: