Определение напряжения короткого замыкания

 

Напряжением короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называется приведенное к расчетной температуре напряжение, которое следует подвести при номинальной частоте к зажимам одной из обмоток при замкнутой накоротко другой обмотке, чтобы в обеих обмотках установились номинальные токи. При этом переключатель должен находиться в положении, соответствующем номинальному напряжению.

Напряжение короткого замыкания определяет падение напряжения в трансформаторе, его внешнюю характеристику и ток короткого замыкания. Он учитывается также при подборе трансформатора для параллельной работы. Для всех трансформаторов напряжение короткого замыкания и его составляющие принято выражать в процентах номинального напряжения, а активную составляющую определять для средней эксплуатационной температуры обмоток 75⁰С для всех масляных и сухих трансформаторов с изоляцией классов нагревостойкости А, Е, В. Для трансформаторов с изоляцией классов нагревостойкости F, Н, С расчетная температура 115⁰С.

Активная составляющая напряжения короткого замыкания может быть определена по формуле, %:

, (6.4)

где Р_об – суммарные потери в обмотках трансформатора, Вт;

S_н – номинальная мощность трансформатора, кВ·А.

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания может быть определена по формуле [3],%:

 

(6.5)

При расчете U_р, а так же при всех дальнейших расчетах следует пользоваться реальными размерами рассчитанных обмоток трансформатора (а₁, а₂, а₁₂, d_12, l), а не приближенными значениями β и а_р, найденными при определении основных размеров трансформатора.

Ширина приведенного канала рассеивания а_р, м, в формуле (6.5) (в трансформаторах мощностью S <10 000 кВ·А) может быть принята равной:

а_р , (6.6)

где а₁₂ – изоляционный промежуток между обмотками ВН и НН, м (табл. 4.2 или 4.3);

а₁ и а₂ – радиальные размеры обмоток ВН и НН соответственно, найденные по формуле 5.12.

Коэффициент К_р, учитывающий отклонения реального поля рассеяния от идеального параллельного поля, может быть подсчитан по приближенной формуле:

К_р ≈ 1 - (6.7)

Обычно К_р при концентрическом расположении обмоток и равномерном расположении витков по их высоте колеблется в пределах от 0,93 до 0,98.

Остальные величины, входящие в выражение 6.5 были определены ранее.

 

После определения активной и реактивной составляющих напряжение короткого замыкания трансформатора может быть найдено по формуле:

 

(6.8)

Напряжение короткого замыкания должно совпадать с U_к, заданным на проект трансформатора, то есть

 

 

В случае, если U_к окажется отличным от заданного более, чем на ± 10%, его изменение в нужном направлении может быть достигнуто за счет изменения реактивной составляющей U_р. Небольшие изменения могут быть получены путем увеличения или уменьшения осевого размера обмотки l при соответствующем уменьшении или увеличении радиальных размеров обмоток а₁ и а₂. Более резкое изменение U_р достигается изменением напряжения одного витка U _в за счет увеличения или уменьшения диаметра стержня магнитной системы d или индукции В_с в нем. Изменять в этих целях изоляционное расстояние а₁₂ не рекомендуется.