7.2. Внезапное короткое замыкание трансформатора

Рассмотрим процесс внезапного короткого замыкания на вторичных зажимах однофазного трансформатора (рис. 7.5, а) из режима холостого хода.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 7.5. Схема короткого замыкания трансформатора

При внезапном коротком замыкании так же, как и при установившемся коротком замыкании, можно пренебречь намагничивающим током и положить в основу расчета упрощенную схему замещения трансформатора (рис. 7.5, б). Параметры этой схемы

можно считать постоянными.

Согласно схеме, изображенной на рис. 7.5, б, электромагнитный процесс внезапного короткого замыкания на вторичных зажимах трансформатора описывается дифференциальным уравнением

Ток внезапного короткого замыкания i_1к определяется двумя составляющими,

,

где  — установившийся ток короткого замыкания,

,

а  — свободный ток короткого замыкания,

,

.

Окончательно получим

Ток короткого замыкания имеет индуктивный характер, и .

При свободный апериодический ток и пики полного тока имеют наибольшие значения. Полагая , получим

.

Максимальное, или ударное, значение тока i_1к. уд достигается приблизительно через пол периода ωt = π после начала короткого замыкания

.

Множитель в скобках этого выражения

называется ударным коэффициентом и показывает, во сколько раз ударный ток короткого замыкания больше амплитуды установившегося тока короткого замыкания. В зависимости от значения этот коэффициент может изменяться в пределах .

Действие токов короткого замыкания выражается в усиленном нагреве обмоток трансформатора и в возникновении значительных электромагнитных сил, действующих на обмотки.

На рис. 7.6 показана картина магнитного поля рассеяния трансформатора с концентрическими обмотками при коротком замыкании.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 7.6. Характер магнитного поля рассеяния и электромагнитные силы при коротком замыкании трансформатора

Из рассмотрения этой картины магнитного поля следует, что на обмотки действуют электромагнитные силы двоякого рода

- радиальные силы F_р, стремящиеся сжать внутреннюю обмотку и растянуть наружную обмотку в радиальном направлении;

- аксиальные силы F_а, стремящиеся сжать обмотки в аксиальном направлении.

Действующие на обмотку электромагнитные силы пропорциональны квадрату тока, и при коротких замыканиях они весьма велики.

09.03.2025 5:54 PM