Način kratkog spoja transformatora
Način kratkog spoja transformatora je takav način rada kada su stezaljke sekundarnog namota zatvorene strujnim vodičem s otporom jednakim nuli (ZH = 0). Kratki spoj transformatora tijekom rada stvara hitni način rada, budući da se sekundarna struja, a time i primarna struja, povećava nekoliko desetaka puta u usporedbi s nominalnom. Stoga je u krugovima s transformatorima predviđena zaštita koja automatski isključuje transformator u slučaju kratkog spoja.
U laboratorijskim uvjetima moguće je izvesti probni kratki spoj transformatora, pri čemu su stezaljke sekundarnog namota kratko spojene, a na primar doveden napon Uk, pri čemu struja u primarnom namotu ne ne prelazi nazivnu vrijednost (Ik < I1nom). Pri tome se napon Uk, izražen u postocima, s Ik = I1nom, označava s uK i naziva se napon kratkog spoja transformatora. to karakteristika transformatoranavedeno u putovnici.
Tako (%):
gdje je U1nom nazivni primarni napon.
Napon kratkog spoja ovisi o višem naponu namota transformatora. Na primjer, na višem naponu od 6-10 kV uK = 5,5%, na 35 kV uK = 6,5 ÷ 7,5%, na 110 kV uK = 10,5% itd. Kao što vidite, kako se nazivni napon povećava, napon kratkog spoja transformatora raste.
Kada je napon Uc 5-10% nazivnog primarnog napona, struja magnetiziranja (struja praznog hoda) smanjuje se 10-20 puta ili čak i značajnije. Stoga se u režimu kratkog spoja smatra da
Glavni magnetski tok F također se smanjuje za faktor 10-20, a struje curenja namota postaju razmjerne glavnom toku.
Budući da je sekundarni namot transformatora u kratkom spoju napon na njegovim stezaljkama U2 = 0, npr. itd. str.. jer poprima oblik
a jednadžba napona za transformator se piše kao
Ova jednadžba odgovara ekvivalentnom krugu transformatora prikazanom na sl. 1.
Vektorski dijagram transformatora kratkog spoja koji odgovara jednadžbi i dijagramu na Sl. 1 prikazan je na Sl. 2. Napon kratkog spoja ima aktivnu i jalovu komponentu. Kut φk između vektora tih napona i struja ovisi o omjeru između aktivne i jalove induktivne komponente otpora transformatora.
Riža. 1. Nadomjesna shema transformatora u slučaju kratkog spoja
Riža. 2. Vektorski dijagram transformatora u kratkom spoju
Za transformatore nazivne snage 5-50 kVA XK / RK = 1 ÷ 2; s nazivnom snagom 6300 kVA ili više XK / RK = 10 ili više. Stoga se smatra da je za transformatore velikih snaga UK = Ucr i impedancija ZK = Xk.
Iskustvo kratkog spoja.
Ovaj eksperiment, kao i eksperiment bez opterećenja, provodi se za određivanje parametara transformatora. Sastavljen je krug (slika 3) u kojem je sekundarni namot kratko spojen metalnim kratkospojnikom ili žicom s otporom blizu nule. Na primarni namot se dovodi napon Uk, pri čemu je struja u njemu jednaka nazivnoj vrijednosti I1nom.
Riža. 3. Shema pokusa kratkog spoja transformatora
Prema podacima mjerenja određuju se sljedeći parametri transformatora.
Napon kratkog spoja
gdje je UK napon izmjeren voltmetrom na I1, = I1nom.U kratkom spoju UK je vrlo malen, pa su gubici u praznom hodu stotinama puta manji nego pri nazivnom naponu. Dakle, možemo pretpostaviti da je Ppo = 0, a snaga izmjerena vatmetrom je gubitak snage Ppk, zbog aktivnog otpora namota transformatora.
Pri struji I1, = I1nom dobivaju se nazivni gubici snage za zagrijavanje namota Rpk.nom koji se nazivaju električni gubici ili gubici kratkog spoja.
Iz jednadžbe napona za transformator, kao i iz ekvivalentnog kruga (vidi sl. 1), dobivamo
gdje je ZK impedancija transformatora.
Mjerenjem Uk i I1 možete izračunati impedanciju transformatora
Gubitak snage tijekom kratkog spoja može se izraziti formulom
Stoga aktivni otpor namota transformatora
naći iz očitanja vatmetra i ampermetra. Poznavajući Zk i RK, možete izračunati induktivni otpor namota:
Poznavajući Zk, RK i Xk transformatora, možete izgraditi napone kratkog spoja glavnog trokuta (trokut OAB na slici 2), a također odrediti aktivne i induktivne komponente napona kratkog spoja:
