Режим кратког споја трансформатора

Режим кратког споја трансформатора је такав режим када су терминали секундарног намотаја затворени струјним проводником са отпором једнаким нули (ЗХ = 0). Кратки спој трансформатора током рада ствара хитни режим, пошто се секундарна струја, а самим тим и примарна струја, повећава неколико десетина пута у односу на номиналну. Због тога је у колима са трансформаторима обезбеђена заштита која аутоматски искључује трансформатор у случају кратког споја.

У лабораторијским условима могуће је извршити испитивање кратког споја трансформатора, при чему су стезаљке секундарног намотаја кратко спојене, а на примарни се доводи напон Ук, при чему струја у примарном намотају чини не прелази називну вредност (Ик < И1ном). У овом случају, напон Ук, изражен у процентима, са Ик = И1ном, означава се са уК и назива се напон кратког споја трансформатора. то карактеристика трансформатораназначено у пасошу.

Тако (%):

где је У1ном називни примарни напон.

Напон кратког споја зависи од већег напона намотаја трансформатора. На пример, при већем напону од 6-10 кВ уК = 5,5%, на 35 кВ уК = 6,5 ÷ 7,5%, на 110 кВ уК = 10,5% итд. Као што видите, како се називни напон повећава, напон кратког споја трансформатора се повећава.

Када је напон Уц 5-10% номиналног примарног напона, струја магнетизирања (струја празног хода) се смањује 10-20 пута или чак значајно. Стога се у режиму кратког споја сматра да

Главни магнетни флукс Ф такође се смањује за фактор од 10–20, а струје цурења намотаја постају сразмерне главном флуксу.

Пошто је секундарни намотај трансформатора кратко спојен, напон на његовим стезаљкама је У2 = 0, е. итд. стр.јер поприма форму

а једначина напона за трансформатор је записана као

Ова једначина одговара еквивалентном колу трансформатора приказаном на сл. 1.

Векторски дијаграм трансформатора кратког споја који одговара једначини и дијаграму на сл. 1 је приказано на Сл. 2. Напон кратког споја има активне и реактивне компоненте. Угао φк између вектора ових напона и струја зависи од односа између активне и реактивне индуктивне компоненте отпора трансформатора.

Пиринач. 1. Еквивалентно коло трансформатора у случају кратког споја

Пиринач. 2. Векторски дијаграм трансформатора под кратким спојем

За трансформаторе називне снаге 5-50 кВА КСК / РК = 1 ÷ 2; са називном снагом 6300 кВА или више КСК / РК = 10 или више. Због тога се верује да је за трансформаторе велике снаге УК = Уцр и импеданса ЗК = Кск.

Искуство кратког споја.

Овај експеримент, као и експеримент без оптерећења, спроводи се да би се одредили параметри трансформатора. Састављено је коло (слика 3) у коме је секундарни намотај кратко спојен металним краткоспојником или жицом са отпором близу нуле. На примарни намотај се примењује напон Ук, при чему је струја у њему једнака називној вредности И1ном.

Пиринач. 3. Шема експеримента кратког споја трансформатора

Према подацима мерења одређују се следећи параметри трансформатора.

Напон кратког споја

где је УК напон измерен волтметром на И1, = И1ном.У режиму кратког споја, УК је веома мали, тако да су губици у празном ходу стотине пута мањи него код номиналног напона. Дакле, можемо претпоставити да је Ппо = 0 и да је снага мерена ватметром губитак снаге Ппк, услед активног отпора намотаја трансформатора.

При струји И1, = И1ном добијају се називни губици снаге за загревање намотаја Рпк.ном, који се називају електрични губици или губици кратког споја.

Из једначине напона за трансформатор, као и из еквивалентног кола (видети сл. 1), добијамо

где је ЗК импеданса трансформатора.

Мерењем Ук и И1 можете израчунати импедансу трансформатора

Губитак снаге током кратког споја може се изразити формулом

Отуда активни отпор намотаја трансформатора

пронађено из очитавања ватметра и амперметра. Знајући Зк и РК, можете израчунати индуктивни отпор намотаја:

Познавајући Зк, РК и Кск трансформатора, можете изградити напоне кратког споја главне делте (троугао ОАБ на сл. 2), а такође одредити активне и индуктивне компоненте напона кратког споја: