3). Режим короткого замикання

Треба відрізняти режим короткого замикання в експлуатаційних умовах і дослід короткого замикання:

а)режим короткого замикання трансформатора (коротке замикання виводів вторинної обмотки) в експлуатаційних умовах є аварійним. Струм короткого замикання у колі вторинної обмотки у 20 ÷30 разів більший за номінальний.

б) дослід короткого замикання - випробування трансформатора при короткозамкненій вторинній обмотці (U₂ = 0) (або при під’єднанні споживача з дуже малим опором навантаження, наприклад, амперметра). Напруга живлення первинної обмотки U₁ = U_1к повинна бути малою і забезпечувати в обмотках трансформатора струми, не вищі від номінальних тобто І_1k ≤ І_1н, І_2k ≤ І_2н.

При виконанні досліду короткого замикання складають схему (рис. 5.8). До вторинної обмотки підключають амперметр А₂, що має близький до нуля внутрішній опір.

У рівнянні балансу потужностей Р_1k = Р_м+ Р_ст +Р₂ маємо , тому що U₂ = 0 при .

Магнітні втрати пропорційні квадрату потоку, що також пропорційний U₁, тобто

~ kФ²;

Ф~ U₁.

Проводячи дослід при зниженій напрузі, магнітними втратами нехтують: → 0. Тому з балансу потужностей випливає, що Р_1k ≈ Р_м , тобто вся потужність Р_1k трансформатора дорівнює потужності втрат в проводах первинної і вторинної обмоток.

Тому дослід короткого замикання використовується для визначення потужності втрат в проводах обмоток, а також для визначення резистивних та індуктивних опорів розсіювання обмоток трансформатора. Дослід короткого замикання є обов’язковим при заводських випробуваннях.

5.1.8. Схема заміщення трансформатора

Оцінимо вплив реальних параметрів обмоток трансформатора на його роботу. Еквівалентна схема реального трансформатора наведена на рис. 5.9.

вона враховує як активні опори первинної і вторинної обмоток (r₁, r₂), так і їх магнітні потоки розсіювання, які враховуються індуктивними опорами х₁ і х₂.

Намалюємо схему заміщення такого трансформатора (рис. 9.5).

Намалюємо схему заміщення такого трансформатора (рис. 5.10).

В наведеній схемі магнітний зв’язок між первинним і вторинним колами заміняється електричним зв’язком, що значно спрощує розрахунок та аналіз електричної схеми трансформатора.

Призначення елементів схеми:

r₂^’, х₂^’ , I₂^’ , z _н^’, U₂^’ - зведені величини, які характеризують електричне коло навантаження вторинної обмотки, приведене до первинної напруги U₁;

r₁, r₂^’ – опір мідного проводу первинної і вторинної обмоток;

х ₁, х₂^’ – відображає наявність потоку розсіювання в первинній і вторинній обмотці;

g₀ , b₀ – відображають наявність стального осердя ( реальні втрати в осерді ми замінили еквівалентними втратами в активному опорі 1/ g₀ , b₀ – реактивна складова);

І₁₀ – струм холостого ходу в первинній обмотці.

Середня частина цієї схеми заміщення відповідає ідеальному трансформатору при розімкненому вторинному колі.

Зв’язок між реальними та зведеними величинами:

r₂^’ = r₂ k _тр ² , х₂^’ = х₂ k _тр ² , z _н^’= R_н^’ ± j x_н^’ , R_н^’= R_н k _тр ² ,

x_н^’ = x_н k _тр ², U₂^’ = U₂ k _тр , Е₂^’= Е₂ k _тр , I₂^’ = I₂ / k _тр

Приведення величин здійснюється для виконання законів Кірхгофа, так як схема заміщення не відображає передачу енергії за допомогою магнітного поля.