2. Опыт кз

3. Режим короткого замыкания

Режимом короткого замыкания называют режим при замкнутой накоротко вторичной обмотке . Схема замещения трансформатора в этом режиме имеет вид, представленный на рис. 2.11. Для режима короткого замыкания справедливы следующие уравнения:

Векторная диаграмма (рис. 2.12) в этом режиме строится аналогично векторной диаграмме для режима холостого хода. Угол определяется параметрами вторичной обмотки:

.

Особенность этого режима состоит в том, что ЭДС значительно отличается от напряженияиз-за больших токов короткого замыкания. Учитывая, что, токомможно пренебречь. Тогда схема замещения может быть упрощена (рис. 2.13).

Из схемы замещения получаем

.

Если принять, что , то действующее значение ЭДСбудет равно половине действующего значения напряжения:

.

Поэтому в режиме короткого замыкания магнитопровод трансформатора оказывается ненасыщенным.

Действующее значение тока короткого замыкания в соответствии с рис. 2.13

,

где - модуль комплексного сопротивления короткого замыкания трансформатора.

При ток короткого замыкания может превосходить номинальное значение в 10-50 раз. Поэтому в условиях эксплуатации режим короткого замыкания являетсяаварийным. Однако этот режим часто проводится при пониженном напряжении для определения параметров трансформатора.

Напряжение , при котором ток короткого замыкания равен номинальному, называетсянапряжением короткого замыкания и обозначается

.

Отсюда следует, что напряжение короткого замыкания представляет собой падение напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора при номинальном токе и поэтому является важной характеристикой трансформатора.

Если совместить вещественную ось с вектором тока , то комплексное значениеможно представить как, где,- активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания. Обычно модульвыражают в относительных единицах,

,

либо в процентах,

.

Величина оказывает существенное влияние на свойства трансформатора в рабочих и аварийных режимах. Поэтомуявляется паспортной величиной наряду с номинальными данными.

4. Опыт короткого замыкания

Опыт проводится по схеме рис. 2.18 при замкнутой накоротко вторичной обмотке. Первичное напряжение изменяется в пределах, но при условии, что ток. По данным опыта строят зависимости тока короткого замыкания, потерь которого замыканияи коэффициента мощностив функции напряжения. Вид этих зависимостей показан на рис. 2.20. Их называютхарактеристиками короткого замыкания.

Ток короткого замыкания определяется внутренним сопротивлением трансформатора.

Согласно упрощенной схеме замещения (рис.2.13)

.

Так как активные сопротивления обмоток ии индуктивные сопротивленияиявляютсяпрактически постоянными, зависимость будет близка к линейной, а. Потери короткого замыканияскладываются из потерь в обмотках и потерь в стали, но последние в опыте короткого замыкания весьма малы и ими часто пренебрегают. Оценку потерь в стали в опыте короткого замыкания можно произвести на основе следующих соотношений:

; ;.

Отсюда следует, что в опыте короткого замыкания потери в стали не превышают при.

Поэтому считают, что потребляемая трансформатором мощность в опыте короткого замыкания равна потерям в его обмотках:

.

Так как , то зависимостьимеет параболический характер.

Потери короткого замыкания , определенные при номинальном токе, являются паспортной величиной и приводятся в справочниках.

Параметры короткого замыкания определяются следующими соотношениями:

; ;.

Из опыта короткого замыкания определяются также напряжение короткого замыкания

и его составляющие

;

.

Полученные на основании опытов холостого хода и короткого замыкания параметры позволяют уточнить эксплуатационные характеристики трансформатора.