8.9. Режим короткого замиканим трансформатора

Цей режим при замкнених накоротко затискачах вторинної обмотки трансформатора, тобто нарис. 8.1 , а на рис. 8.5в і . В експлуатації такий режим є аварійним і небезпечним для трансформатора. Але при проведенні досліду до первинної обмотки трансформатора підводять дуже малу напругу, яку поступово підвищують до тих пір, поки при деякому його значенні по обмотках потечуть номінальні струми. Напруга, як правило складає 5-10% номінальної, тому магнітний потік, значення якого залежить від напруги [див. рівняння (8.4) і (8.23а)], також малий. Але магнітні втрати сталі, як відомо, пропорційні квадрату індукції, тобто квадратові магнітного потоку.

Наприклад, нехай при досліді короткого замикання ; тоді і магнітні втрати складуть магнітних втрат при номінальному режимі. В такому випадку втратами в сталі і струмом холостого ходу можна знехтувати. При цьому зі схеми заміщення виключається коло намагнічування, а сама схема отримає вигляд, представлений нарис. 8.6а; згідно умови проведення режиму короткого замикання.

Повний опір схеми заміщення при короткому замиканні

(8.28а)

При проведенні досліду короткого замикання ватметром вимірюють споживану з мережі потужність ; тоді

(8.28б)

(8.28в)

Величини ,іназиваютьсяпараметрами короткого замикання.

Оскільки в режимі короткого замикання р_с=0 вся потужністьР_к, яка витрачається на покриття електричних втрат в обох обмотках або, як

часто говорять втрат в міді, тобто .

Рис. 8.6. Схема заміщення (а) і векторна діаграма (б) трансформатора при досліді короткого замикання

Розділити по (8.28а) на складові дуже тяжко. Як правило їх приймають однаковими, тобто, що дуже близьке до дійсності.

Побудуємо векторну діаграму режиму короткого замикання (рис. 8.6б), маючи на увазі, що згідно (8.23а) і схеми заміщення в цьому режимі .

Сумістимо вектор струму з віссю ординат; тоді вектор активного падіння напруги буде знаходитисьз ним в фазі, а індуктивного повернутий проти ходу годинникової стрілки на кут90° (символ). Повне падіння напруги являє собою гіпотенузу прямокутного трикутника, якай називаєтьсятрикутником короткого замикання. Відмітимо, щовсі його сторони пропорційні струму.

З трикутника короткого замикання визначають найважливіший параметр трансформатора - напруга короткого замикання и_к, яким називають виражене у відсотках відношення первинної напруги до номінальної, коли в режимі короткого замикання по обмотках трансформатора течуть номінальні струми; звідси

(8.29)

Найчастіше и_к—5+10%.

Катети трикутника нарис. 8.66 АВіВС називають відповідноактивною

(8.29а)

і реактивною

(8.29б)

складовими напруги короткого замикання і також виражають у відсотках.

Відношення реактивної і активної складових

в залежності від потужності трансформатора, причому більше значення відноситься до трансформаторів великої потужності.

Отже, дослід короткого замикання дозволяє визначити втрати в міді, напругу короткого замикання, параметри короткого замикання схеми заміщення (значить, і) і побудувати трикутник короткого замикання.

Найчастіше у трансформаторів і при номінальних струмах втрати в міді, тобтоР_к складають0,5-2% номінальної потужності трансформатора, причому більше значення відноситься до трансформаторів меншої потужності.