Расчет напряжения короткого замыкания

Напряжение короткого замыкания трансформатора, представляющее полное падение напряжения в нем, измеряется у готового трансформатора при опыте короткого замыкания.

Опыт короткого замыкания заключается в том, что вторичную обмотку (обычно НН) замыкают накоротко, а к первичной обмотке через регулятор напряжения РН подводят напряжение. Схема опыта короткого замыкания изображена на рис. 15.5.

Напряжение поднимают от нуля до тех пор, пока амперметр не покажет номинальное значение тока I1.Так как вторичная обмотка,ставляет собой замкнутый контур, то в ней также возникнет локальный ток I2(I1ω1= I2ω2).

Ввиду отсутствия внешней вторичной цепи мощность, которую по-.ажет ваттметр, называется мощностью, или потерями, короткого замыкания Рк, которые состоят, как было сказано в § 5.2, из потерь в обмоточных проводах, добавочных потерь и потерь в отводах.

расчет напряжения короткого замыкания - student2.ru

Рис. 5.4. Треугольник короткого замыкания (векторная диаграмма)

Напряжение, которое необходимо подвести к одной из обмоток трансформатора, чтобы в ней установился ток, соответствующий номинальной мощности, при замкнутой накоротко второй обмотке называется напряжением короткого замыкания.
Это напряжение UK компенсирует активные и реактивные падения напряжения в обеих обмотках, вызванные токами I1 и I2, и поэтому является полным падением напряжения в трансформаторе. Напряжение короткого замыкания составляет несколько процентов

от номинального напряжения (от 5,5 до 7,5% для трансформаторов габаритов I—II—III напряжением до 35 кв). Так как насыщение магнито-провода, а следовательно, потери и ток холостого хода будут при этом весьма малы, то последними при расчете UK можно пренебречь.

Векторная диаграмма короткого замыкания трансформатора может быть получена из упрощенной векторной диаграммы приведенного трансформатора, в которой вектор вторичного напряжения Ич равен нулю. Треугольник ЛВО, построенный на катетах, равных суммам активных и реактивиых падений напряжения обеих обмоток, называется треугольником короткого замыкания (см. рис. 5.4).

Напряжение короткого замыкания UK, а также и его составляющие Uа и Up удобнее выражать в % от номинального напряжения. Расчет напряжения рассеяния Up уже был рассмотрен в § 5.5.

Активная составляющая Uа зависит от величины потерь короткого замыкания и ее формула выводится следующим образом. Для каждой из обмоток на основании закона Ома

Ua1=I1r1 и Ua1=I1r1,

или, выразив падения напряжения в % от номинального,

ua1=Ua1/U1•100= (I1r1/U1)•100= (I21r1/ U1I21)•100=(Pk1/S)•100%;

ua2=Ua2/U2•100= (I2r2/U2)•100= (I22r2/ U2I22)•100=(Pk2/S)•100%;

ua= ua1+ ua2= [(Pk1+ Pk2) /S]•100%

Потери Рк обычно выражаются в вт, а мощность — в ква, поэтому окончательно

ua= (Pk /1000S)•100=Pk /10S, % (5.9)

Так как в треугольнике короткого замыкания напряжение короткого замыкания Pк является гипотенузой, то через свои составляющие это напряжение, очевидно, будет выражено формулой

UK=√U2a+U2p

Соотношения между Ua и Up различны и зависят от мощности трансформатора. У самых малых трансформаторов (мощностью до 1 ква) реактивная составляющая мала, и напряжение UK можно считать равным Ua. С ростом мощности значение Up относительно увеличивается, и у самых крупных трансформаторов, наоборот, напряжение UK становится уже почти равным реактивной составляющей Up.

Контрольные вопросы

  • Что является нагрузкой трансформатора?
  • Почему при нагрузке вторичной обмотки трансформатора в первичной обмотке также появляется нагрузочный ток?
  • Почему потери, возникающие при нагрузке трансформатора, называются потерями короткого замыкания?
  • Где и отчего возникают добавочные потери?
  • Что такое реактивное падение напряжения и отчего оно возникает?
  • Что такое приведенный канал рассеяния и коэффициент Роговского?

Напишите их формулы.

  • Напишите расчетную формулу напряжения рассеяния.

Что такое напряжение короткого замыкания?

Что такое треугольник короткого замыкания?

ГЛАВА VI

Наши рекомендации