Короткое замыкание в трансформаторе и опыт К. З.

К.з. – аварийный режим. При к.з протекают токи в разы превышающие номинальное значение, выделяется большое количество тепла, что приводит к более быстрому старению изоляции и преждевременному выходу трансформатора из строя. Кроме этого, между проводниками возникают динамические усилия, которые могут привести к механическому разрушению обмоток тр-ра. В таких случаях необходимо обесточить аварийный объект.

В опыте к.з ограничивается величиной номинальных токов. Опыт к.з проводится следующим образом: к обмотке повышенного напряжения подается регулируемое напр-е. Вторичная обмотка тогда должна быть закорочена. Плавным повышением напр-я добиваются номинальных токов в обмотках.

Из опыта к.з определяются параметры тр-ра и напр-е к.з U_k или e_k

U_k – такое напр-е, приложенное к первичной обмотке при закороченной вторичной обмотке, когда по обмоткам протекают номинальные токи, выраженные в % по отношению к номинальному напр-ю.

При подаче напр-я на первичную обмотку протекает ток I₁. Под действием этого тока создается МДС . Под действием МДС в сердечнике наводится магнитный поток, под действием которого во вторичной обмотке наводится ЭДС и протекает ток I₂. Этот ток создает свою МДС , которая направлена встречно ЭДС в первичной обмотке. В результате при проведении опыта к.з можно считать, что суммарная величина МДС=0. В рез-те в магнитопроводе устанавливается малый магнитный поток, а это значит, что потери в стали можно считать =0, а из опыта к.з определяются потери мощности на обмотках тр-ра.

Для некоторых упрощений при изучении тр-ров приводят пар-ры вторичной обмотки к первичной, т.е считают, что число витков первичной обмотки =числу витков вторичной обмотки. Такой тр-р называется приведенным.

 

 

- для 3хфазной тр-ра.

 

РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРА ПОД НАГРУЗКОЙ.

Работой тр-ра под нагрузкой является как бы наложением 2ух режимов(ХХ и КЗ). В этом случае нельзя пренебрегать ни потерями в сердечнике, ни потерями мощности в обмотках. При подключении первичной обмотки к сети протекает ток, который создает МДС F₀=I₀w₁. Под действием этой МДС в сердечнике появляется магнитный поток, наводящий в первичной и вторичной обмотках ЭДС. Если вторичная обмотка замкнута, то по ней протекает ток I₂; F₂=I₂w₂ – МДС направлена встречно отн-но МДС F₀. Эта МДС пытается размагнитить сердечник трансформатора. Происходит уменьшение ЭДС E₁ и приводит к появлению тока I₁. F₁=I₁w₁.

В установившемся режиме работы тр-ра между F₁ и F₂: F₀=F₁+F₂

Считаем, что нагрузка имеет активный и индуктивный характер.

При RL нагрузке на тр-ре I₁ отстает от напряжения на угол j₁.

При RC нагрузке ток опережает напряжение на угол j₁

 

МДС ЗУБЦОВОЙ ЗОНЫ.

Зубцовая зона – второй участок по сопротивления протеканию магнитного потока.

, для зубцовой зоны , где h_Z – высота зуба.

Определение МДС можно разделить на три этапа: 1) определяется индукция на участке; 2) для соответствующей марки стали определяется Н; 3) определяется МДС.

Существует 2 случая:

1 случай.

B_Z2 ≤ 1,8 Тл. Принято считать, что магнитная система не насыщена и весь магнитный поток из воздушного зазора в тело якоря проходит исключительно по зубцам.

2 случай.

B_Z2 > 1,8 Тл. В данном случае принято считать, что магнитная система насыщена, магнитный поток из зазора в якорь проходит частично по зубцам, частично по пазам.

 

РАСЧЕТ МДС ЯКОРЯ, ПОЛЮСА И ЯРМА.

,

для якоря , где L_a – длина средней силовой линии в якоре. Для полюса , где h_p – высота полюса. Для ярма , где L_j – длина средней силовой линии в ярме. Определение МДС можно разделить на три этапа: 1) определяется индукция на участке; 2) для соответствующей марки стали определяется Н; 3) определяется МДС.

Для якоря: , где S_a – площадь, через которую протекает магнитный поток.

Для полюса: , где S_a – площадь, через которую протекает магнитный поток.

Для ярма: , где S_j=h_jL_j.

АС – МДС, необходимая для проведения магнитного потока через воздушный зазор.

АВ – полная МДС.

СВ – вся цепь, кроме воздушного зазора.