Režim skratu transformátora
Skratový režim transformátora je taký režim, keď sú svorky sekundárneho vinutia uzavreté prúdovým vodičom s odporom rovným nule (ZH = 0). Skrat transformátora počas prevádzky vytvára núdzový režim, pretože sekundárny prúd, a teda primárny prúd, sa niekoľko desiatokkrát zvýši v porovnaní s nominálnym. Preto je v obvodoch s transformátormi zabezpečená ochrana, ktorá automaticky vypne transformátor v prípade skratu.
V laboratórnych podmienkach je možné vykonať skúšobný skrat transformátora, pri ktorom sa skratujú svorky sekundárneho vinutia a na primáre sa privedie napätie Uk, pri ktorom prúd v primárnom vinutí nepresiahnu menovitú hodnotu (Ik < I1nom). V tomto prípade sa napätie Uk, vyjadrené v percentách, s Ik = I1nom, označuje uK a nazýva sa skratové napätie transformátora. to charakteristika transformátorauvedené v pase.
Takže (%):
kde U1nom je menovité primárne napätie.
Skratové napätie závisí od vyššieho napätia vinutia transformátora. Napríklad pri vyššom napätí 6-10 kV uK = 5,5 %, pri 35 kV uK = 6,5 ÷ 7,5 %, pri 110 kV uK = 10,5 % atď. Ako vidíte, pri zvyšovaní menovitého napätia sa zvyšuje skratové napätie transformátora.
Keď je napätie Uc 5-10% menovitého primárneho napätia, magnetizačný prúd (prúd naprázdno) klesá 10-20 krát alebo ešte výraznejšie. Preto sa v režime skratu uvažuje, že
Hlavný magnetický tok F sa tiež zníži o faktor 10–20 a zvodové prúdy vinutia sa stanú úmernými hlavnému toku.
Keďže pri skratovaní sekundárneho vinutia transformátora je na jeho svorkách napätie U2 = 0, napr. atď. str., pretože má formu
a napäťová rovnica pre transformátor je napísaná ako
Táto rovnica zodpovedá ekvivalentnému obvodu transformátora znázornenému na obr. 1.
Vektorový diagram skratového transformátora zodpovedajúci rovnici a diagramu na obr. 1 je znázornený na obr. 2. Skratové napätie má aktívnu a jalovú zložku. Uhol φk medzi vektormi týchto napätí a prúdov závisí od pomeru medzi aktívnou a reaktívnou indukčnou zložkou odporu transformátora.
Ryža. 1. Ekvivalentný obvod transformátora v prípade skratu
Ryža. 2. Vektorová schéma transformátora pri skrate
Pre transformátory s menovitým výkonom 5-50 kVA XK / RK = 1 ÷ 2; s menovitým výkonom 6300 kVA alebo viac XK / RK = 10 alebo viac. Preto sa predpokladá, že pre vysokovýkonné transformátory UK = Ucr a impedancia ZK = Xk.
Skúsenosti so skratom.
Tento experiment, podobne ako experiment bez zaťaženia, sa vykonáva na určenie parametrov transformátora. Zostaví sa obvod (obr. 3), v ktorom je sekundárne vinutie skratované kovovou prepojkou alebo drôtom s odporom blízkym nule. Na primárne vinutie je privedené napätie Uk, pri ktorom sa prúd v ňom rovná menovitej hodnote I1nom.
Ryža. 3. Schéma pokusu so skratom transformátora
Podľa nameraných údajov sa určujú nasledujúce parametre transformátora.
Skratové napätie
kde UK je napätie namerané voltmetrom pri I1 = I1nom.V skratovom režime je UK veľmi malé, takže straty naprázdno sú stokrát menšie ako pri nominálnom napätí. Môžeme teda predpokladať, že Ppo = 0 a výkon nameraný wattmetrom je strata výkonu Ppk, v dôsledku aktívneho odporu vinutia transformátora.
Pri prúde I1, = I1nom získame menovité straty výkonu pre ohrev vinutia Rpk.nom, ktoré sa nazývajú elektrické straty alebo straty nakrátko.
Z napäťovej rovnice pre transformátor, ako aj z náhradného obvodu (pozri obr. 1), získame
kde ZK je impedancia transformátora.
Meraním Uk a I1 môžete vypočítať impedanciu transformátora
Stratu výkonu pri skrate možno vyjadriť vzorcom
Preto aktívny odpor vinutia transformátora
zistené z údajov wattmetra a ampérmetra. Keď poznáte Zk a RK, môžete vypočítať indukčný odpor vinutí:
Keď poznáte Zk, RK a Xk transformátora, môžete vytvoriť skratové napätia hlavného trojuholníka (trojuholník OAB na obr. 2) a tiež určiť aktívne a indukčné zložky skratového napätia:
