Напряжение короткого замыкания. Опыт короткого замыкания

Напряжение короткого замыкания – это напряжение, которое нужно подвести к первичной катушке при замкнутой накоротко вторичной катушке, чтобы токи в катушках были поминальными (U₂ = 0).

.

Напряжение короткого замыкания характеризует в относительных единицах внутреннее сопротивление трансформатор, т.е. сопротивление которое вносит трансформатор в электрическую цепь.

При коротком замыкании сопротивление нагрузки z_нагр = 0, ток ограничивается только внутренним сопротивлением трансформатора. z_к – полное внутреннее сопротивление трансформатора.

,

где r_к – активное сопротивление (сопротивление проводов катушек); x_к – сопротивление, обусловленное магнитными потоками рассеяния.

.

Для силовых трансформаторов напряжение короткого замыкания лежит в пределах 5-15%.

Опыт короткого замыкания позволяет определить экспериментальным путем внутреннее сопротивление трансформатора и потерь мощности в обмотках.

Условия проведения опыта:

1. z_нагр = 0 – вторичная обмотка замкнута накоротко.

2. к первичной обмотке подводится пониженное напряжение, чтобы токи в обмотках были равны номинальным.

Измеряются: первичный и вторичный токи, первичное напряжение, активная мощность в первичной цепи.

Сопротивление амперметра мало и напряжение на нем в сотни раз меньше номинального, поэтому можно полагать, что U₂ = 0.

Полное сопротивление трансформатора z_к содержит активную и реактивную составляющие, которые находятся следующим образом:

;

.

P_к – мощность короткого замыкания, которая равна потерям в обмотках трансформатора или электрическим потерям.

Опыт короткого замыкания необходимо отличать от аварийного режима короткого замыкания, который протекает при номинальном первичном напряжении.

.

Эквивалентная схема замещения трансформатора

Трансформатор можно заменить эквивалентной электрической схемой, с помощью которой можно определять различные технико-экономические характеристики трансформатора, используя из теоретической электротехники методы анализа эдектрических целей.

В схеме замещения реальная магнитная связь между первичной и вторичной обмотками заменяется электрической связью.

Первичная и вторичная обмотки имеют различные напряжения и токи и их нельзя объединять. Схему замещения можно построить для приведенного трансформатора.

Приведенным называется трансформатор у которого коэффициент трансформации равен 1 (n = 1).

Для получения приведенного трансформатора параметры вторичной обмотки приводят к первичной. При этом мощность вторичной цепи не должна измениться. Приведенные параметры обозначают со штрихом.

;

;

;

.

Упрощенная схема замещения трансформатора

Трансформатор вносит в электрическую цепь сопротивление r_к x_к которое оказывается включенным последовательно с приемником электроэнергии.

У трансформаторов мощностью сотни кВ·А и более активная составляющая сопротивления короткого замыкания намного меньше реактивной.

Схема замещения без учета активной составляющей сопротивления трансформатора используется при расчете токов короткого замыкания.