2. Режим короткого замыкания трансформатора

• Замыкаем вторичную обмотку трансформатора и подаем на первичную обмотку напряжение, чтобы по обеим обмоткам текли номинальные токи.  

• Напряжение на первичной обмотке не достигает номинального значения, а составляет около 5-15% от номинального.  

• Это напряжение называется напряжением короткого замыкания Uк.  

• В опыте короткого замыкания ток циркулирует по другому пути, так как сопротивления обмоток значительно меньше сопротивления цепи намагничивания.  

• Это позволяет определить сопротивления обмоток X1, X2, R1 и R2.  

• Делим напряжение Uк на номинальный ток и получаем сопротивление в относительных единицах.  

• Для разных трансформаторов и сторон трансформатора это сопротивление будет разным.  

• Напряжение короткого замыкания Uк равно 8% для рассматриваемого трансформатора.  

• Это напряжение распределяется примерно поровну между обмотками X1 и X2.  

• Напряжение короткого замыкания влияет на характеристики трансформатора.  

• Трансформаторы с разным Uк имеют разные плюсы и минусы.  

• Ток короткого замыкания можно рассчитать, разделив номинальный ток на Uк.  

• Формула неточная, но позволяет оценить максимальный ток короткого замыкания.  

• Если известна мощность короткого замыкания, можно оценить ток короткого замыкания.  

• Если мощность неизвестна, можно использовать номинальный ток отключения выключателя.  

• Чем больше Uк, тем меньше ток короткого замыкания.  

• Трансформаторы с разным Uк имеют разные характеристики, включая падение напряжения в нормальном режиме.  

• Проектировщик должен выбрать между высоким качеством электроэнергии и ограничением тока короткого замыкания.  

• Если важны нормальные уровни напряжения, можно пожертвовать током короткого замыкания.  

• Если требования по напряжению не критичны, можно выбрать ограничение тока короткого замыкания.  

• Напряжение короткого замыкания зависит от геометрии обмоток, их взаимного расположения и индуктивности.  

• Обмотки низкого, среднего и высокого напряжения наматываются концентрически.  

• Обмотки изолируются от магнитопровода для предотвращения короткого замыкания.  

• Обмотки наматываются в определенной последовательности для изоляции от магнитопровода.  

• Обмотки занимают много места в трансформаторе и могут быть разной геометрии.  

• Геометрия обмоток влияет на напряжение короткого замыкания.  

• Обмотки бывают однослойные, двухслойные и многослойные.  

• Однослойные и двухслойные обмотки наматываются с использованием изоляционных вставок.  

• Многослойные обмотки наматываются из тонкого провода для создания большого напряжения.  

• Спиральные обмотки используются для намотки толстого провода.  

• Спиральные обмотки позволяют наматывать большое количество витков.  

• Спиральные обмотки могут быть винтовыми или спиральными.  

• С ростом мощности трансформатора увеличивается напряжение короткого замыкания.  

• Расщепленные трансформаторы имеют большие напряжения короткого замыкания.  

• Большие напряжения короткого замыкания обеспечивают хорошее ток-ограничение при коротких замыканиях.  

• Напряжение короткого замыкания зависит от положения контактора РПН.  

• Зависимость может быть разной, иногда увеличение витков увеличивает напряжение короткого замыкания.  

• Для настройки параметров срабатывания релейной защиты и оценки чувствительности необходимо проводить расчеты токов короткого замыкания.  

• Индуктивные сопротивления обмоток определены, но активные сопротивления также важны для оценки потерь электроэнергии.  

• Закон Джоуля-Ленца используется для расчета активного сопротивления обмоток.  

• В режиме короткого замыкания измеряется мощность потерь короткого замыкания bk.  

• Метод двух ваттметров используется для измерения этой величины.  

• Активное сопротивление обмоток оценивается по закону Джоуля-Ленца.  

• Мощность трансформатора распределяется примерно поровну между r1 и r2.  

• В опыте холостого хода ток имеет в основном индуктивный характер.  

• В режиме короткого замыкания ток также в основном индуктивный.  

• Для маломощных трансформаторов r может быть больше x.  

• Чем мощнее трансформатор, тем меньше r по сравнению с x.  

• Для трансформаторов мощностью 1000 кВ-А и выше активное сопротивление обмоток пренебрежимо мало.  

• Метод двух ваттметров используется для измерения мощности потерь короткого замыкания и холостого хода.  

• Сумма показаний двух ваттметров равна активной суммарной трехфазной мощности.  

• Векторная диаграмма объясняет, почему показания ваттметров складываются.  

• Активное сопротивление обмотки зависит от удельного сопротивления проводника, длины и сечения.  

• В дальнейшем режимы холостого хода и короткого замыкания будут рассмотрены в контексте конкретной нагрузки.  

• Лекция завершена, спасибо за внимание.