Что такое напряжение короткого замыкания и как рассчитать ток?
Напряжение короткого замыкания представляет собой напряжение, которое нужно подать на одну из обмоток трансформатора, для того чтобы в цепи возник электрический ток. При этом остальные обмотки необходимо закоротить. Данное значение приведено в паспорте на сам агрегат в процентном соотношении. Опираясь на его величину, можно определить, способен ли трансформатор работать параллельно.
:
- Понятие напряжения КЗ.
- Расчёт тока короткого замыкания.
Понятие напряжения КЗ
Для того чтобы определить потоки рассеивания в трансформаторе, необходимо учитывать разнообразные пути, по которым замыкаются силовые магнитные линии. Это очень сложно. В связи с этим на практике проводят оценку влияния данных потоков, которое они оказывают на ток и напряжение в самих обмотках трансформатора.
Напряжение короткого замыкания – это, таким образом, одна из основополагающих характеристик данных агрегатов.
Напряжение КЗ трансформатора должно быть минимальным. Это позволит избежать сильного ограничения тока короткого замыкания.
Стоит помнить и о том, что испытание трансформаторов напряжения позволит проверить соответствие их параметров нормативным значениям, установленным ПУЭ. А также проверить состояние изоляционного покрытия проводов.
Расчёт тока короткого замыкания;
Данный ток представляет собой соединение фазных точек электрических установок между собой либо же с землёй. При этом токи в их ветвях резко увеличиваются, превышая номинальное значение.
Для того чтобы уменьшить последствия от аварийных ситуаций, стоит правильно выбирать оборудование. Но для этого ещё необходимо и произвести расчёты тока. Как рассчитать ток короткого замыкания?
Во время такого эффекта, как короткое замыкание, в электрической цепи начинают возникать переходные процессы, которые напрямую связаны с наличием в ней индуктивности, не дающей току резко изменять своё значение. Следовательно, ток КЗ подразделяется на такие составляющие, как:
- периодическая. Она возникает изначально и остаётся неизменной до тех пор, пока электрическая установка не осуществит отключение от защиты;
- апериодическая. Возникает она также в самом начале, но сразу же снижается до нулевой отметки по истечению переходных процессов.
Расчёт тока короткого замыкания основан на двух этапах:
- составление схемы заземления, исходя из известных параметров. Элементы схемы электроснабжения заменяются эквивалентными сопротивлениями;
- определение величины результирующего сопротивления до точек короткого замыкания.
Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые инструменты для качественного проведения испытания разъединителей, короткозамыкателей и отделителей, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!
Источник: https://energiatrend.ru/news/chto-takoe-naprjazhenie-korotkogo-zamykanija-i-kak-rasschitat-tok
Трансформаторы трехфазные масляные с ПБВ класса напряжения 6 и 10 кВ для питания руднотермических печей
Трансформаторы электропечные трехфазные масляные внутренней установки с регулированием напряжения без возбуждения предназначены для работы от сети переменного тока напряжением 6 или 10 кВ частотой 50 Гц и применяются для питания руднотермических электропечей специального назначения.
Структура условного обозначения
ЭТХПХ-Х/10 УХЛ4: Э — электропечной трансформатор; Т — трехфазный; Х — вид охлаждения: М — естественная циркуляция воздуха и масла, ДЦ — принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла; П — вид переключения ПБВ; Х — назначение: Р — для руднотермических электропечей, КР — для руднотермических электропечей по производству карбида кальция; Х — типовая мощность, кВ·А; 10 — класс напряжения обмотки ВН, В; УХЛ4 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69.
Условия эксплуатации
Высота над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающего воздуха от 1 до 35°С. Среднегодовое значение относительной влажности воздуха до 80% при температуре 25°С. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.
В части воздействия механических факторов внешней среды — по группе условий эксплуатации М1 по ГОСТ 17516.1-90. Помещения закрытые, отапливаемые, вентилируемые. Трансформаторы предназначены для внутригосударственных и экспортных поставок. Трансформаторы типа ЭТМП(К)Р-1000/10 соответствуют ИАЯК 672333.105 Т3, ЭТДЦПКР-2500/10, ЭТМПКР-2500/10, ЭТДЦПР-4000/10 соответствуют ИАЯК 672334.005 Т3.
Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.2-75. ИАЯК.672333.105 Т3;ИАЯК.672334.005 Т3
Технические характеристики
Основные параметры трансформаторов при частоте питающей сети 50 Гц в зависимости от положения контактов переключателя, а также схемы и группы соединения обмоток указаны в табл. 1-4.
Таблица 1
| Тип трансформатора | Мощность, кВ·А | Сторона ВН | Сторона НН | Схема и группа соединения | ||||||
| Напряжение линейное, В | Положение указателя переключателя | Контакты, соединяемые переключателем | Последовательное соединение НН | Параллельное соединение НН | ||||||
| I | II | Напряжение, В | Ток линейный, А | Напряжение, В | Ток линейный, А | |||||
| ЭТМПР-1000/10 | 630 | 10000 | 1 | 2–3 | 6–9 | 300,4 | 1210 | 150,2 | 2422 | У/Д-11 |
| 2 | 3–4 | 273,5 | 1330 | 136,7 | 2660 | |||||
| 3 | 4–5 | 231,9 | 1568 | 116,0 | 3136 | |||||
| 4 | 5–2 | 251,0 | 1449 | 125,5 | 2898 | |||||
| 5 | 2–3 | 7–9 | 215,6 | 1687 | 107,8 | 3374 | ||||
| 6 | 3–4 | 201,4 | 1806 | 100,7 | 3612 | |||||
| 7 | 4–5 | 177,9 | 2044 | 89,0 | 4088 | |||||
| 8 | 5–2 | 188,9 | 1925 | 94,5 | 3850 | |||||
| 398 | 9 | 2–3 | 8–9 | 112,5 | 2044 | 56,2 | 4088 | |||
| 384 | 10 | 3–4 | 108,5 | 2044 | 54,2 | 4088 | ||||
| 359 | 11 | 4–5 | 101,3 | 2044 | 50,6 | 4088 | ||||
| 371 | 12 | 5–2 | 104,8 | 2044 | 52,4 | 4088 | ||||
| 630 | 6000 | 1 | 2–3 | 6–9 | 312,1 | 1165 | 156,1 | 2330 | Д/Д-0 | |
| 2 | 3–4 | 284,2 | 1280 | 142,1 | 2560 | |||||
| 3 | 4–5 | 241,1 | 1509 | 120,6 | 3018 | |||||
| 4 | 5–2 | 260,9 | 1394 | 130,5 | 2788 | |||||
| 5 | 2–3 | 7–9 | 224,1 | 1623 | 112,1 | 3246 | ||||
| 6 | 3–4 | 209,3 | 1738 | 104,7 | 3476 | |||||
| 7 | 4–5 | 184,9 | 1967 | 92,5 | 3934 | |||||
| 8 | 5–2 | 196,4 | 1852 | 98,2 | 3704 | |||||
| 398 | 9 | 2–3 | 8–9 | 116,9 | 1967 | 58,5 | 3934 | |||
| 384 | 10 | 3–4 | 112,7 | 1967 | 56,4 | 3934 | ||||
| 359 | 11 | 4–5 | 105,3 | 1967 | 52,7 | 3934 | ||||
| 371 | 12 | 5–2 | 108,9 | 1967 | 54,5 | 3934 | ||||
| ЭТМПКР-1000/10 | 630 | 10000 | 1 | 2–3 | 6–9 | 140,0 | 2599 | 70,0 | 5197 | У/Д-11 |
| 2 | 3–4 | 134,7 | 2701 | 67,3 | 5402 | |||||
| 3 | 4–5 | 125,2 | 2906 | 62,5 | 5811 | |||||
| 4 | 5–2 | 129,8 | 2803 | 64,9 | 5607 | |||||
| 5 | 2–3 | 7–9 | 120,9 | 3008 | 60,4 | 6016 | ||||
| 6 | 3–4 | 116,9 | 3110 | 58,5 | 6221 | |||||
| 7 | 4–5 | 109,7 | 3315 | 54,8 | 6630 | |||||
| 8 | 5–2 | 113,2 | 3213 | 56,6 | 6426 | |||||
| 481 | 9 | 2–3 | 8–9 | 83,8 | 3315 | 41,9 | 6630 | |||
| 470 | 10 | 3–4 | 81,9 | 3315 | 40,9 | 6630 | ||||
| 449 | 11 | 4–5 | 78,3 | 3315 | 39,1 | 6630 | ||||
| 459 | 12 | 5–2 | 80,0 | 3315 | 40,0 | 6630 | ||||
| 630 | 6000 | 1 | 2–3 | 6–9 | 145,5 | 2501 | 72,7 | 5002 | Д/Д-0 | |
| 2 | 3–4 | 139,9 | 2599 | 70,0 | 5198 | |||||
| 3 | 4–5 | 130,1 | 2796 | 65,0 | 5592 | |||||
| 4 | 5–2 | 134,8 | 2698 | 67,4 | 5396 | |||||
| 5 | 2–3 | 7–9 | 125,7 | 2895 | 62,8 | 5790 | ||||
| 6 | 3–4 | 121,5 | 2993 | 60,8 | 5986 | |||||
| 7 | 4–5 | 114,0 | 3190 | 57,0 | 6380 | |||||
| 8 | 5–2 | 117,6 | 3092 | 58,8 | 6184 | |||||
| 481 | 9 | 2–3 | 8–9 | 87,1 | 3190 | 43,6 | 6380 | |||
| 470 | 10 | 3–4 | 85,1 | 3190 | 42,6 | 6380 | ||||
| 450 | 11 | 4–5 | 81,4 | 3190 | 40,7 | 6380 | ||||
| 460 | 12 | 5–2 | 83,2 | 3190 | 41,6 | 6380 |
Таблица 2
| Тип трансформатора | Мощность, кВ·А | Сторона ВН | Сторона НН – параллельное соединение | Схема и группа соединения | Напряжение короткого замыкания, % | ||||
| Напряжение линейное, В | Положение указателя | Соединение контактов переключателя | Напряжение линейное, В | Ток линейный, А | |||||
| I | II | ||||||||
| ЭТДЦПКР-2500/10 | 1500 | 10000 | 1 | 2–3 | 6–9 | 85,5 | 10128 | Д/Д-0 | 31,98 |
| 1421 | 2 | 3–4 | 81,0 | 31,50 | |||||
| 1293 | 3 | 4–5 | 73,7 | 28,81 | |||||
| 1358 | 4 | 5–2 | 77,4 | 30,16 | |||||
| 1500 | 5 | 2–3 | 7–9 | 85,5 | 20,65 | ||||
| 1421 | 6 | 3–4 | 81,0 | 20,78 | |||||
| 1293 | 7 | 4–5 | 73,7 | 19,05 | |||||
| 1358 | 8 | 5–2 | 77,4 | 19,92 | |||||
| 866 | 9 | 2–3 | 8–9 | 49,4 | У/Д-11 | 20,05 | |||
| 820 | 10 | 3–4 | 46,7 | 21,13 | |||||
| 747 | 11 | 4–5 | 42,5 | 19,45 | |||||
| 783 | 12 | 5–2 | 44,7 | 20,30 | |||||
| 1500 | 6000 | 1 | 2–3 | 6–9 | 83,3 | 10392 | Д/Д-0 | 32,79 | |
| 1421 | 2 | 3–4 | 78,9 | 32,37 | |||||
| 1286 | 3 | 4–5 | 71,4 | 30,83 | |||||
| 1350 | 4 | 5–2 | 75,0 | 31,33 | |||||
| 1500 | 5 | 2–3 | 7–9 | 83,3 | 21,36 | ||||
| 1421 | 6 | 3–4 | 78,9 | 21,55 | |||||
| 1286 | 7 | 4–5 | 71,4 | 21,03 | |||||
| 1350 | 8 | 5–2 | 75,0 | 21,04 | |||||
| 866 | 9 | 2–3 | 8–9 | 48,1 | У/Д-11 | 21,17 | |||
| 820 | 10 | 3–4 | 45,6 | 22,33 | |||||
| 742 | 11 | 4–5 | 41,2 | 22,87 | |||||
| 779 | 12 | 5–2 | 43,3 | 22,19 | |||||
| ЭТДЦПКР-2500/10 и ЭТМПКР-2500/10 | 1200 | 10000 | 1 | 2–3 | 6–9 | 85,5 | 8103 | Д/Д-0 | 27,84 |
| 1137 | 2 | 3–4 | 81,0 | 27,61 | |||||
| 1034 | 3 | 4–5 | 73,7 | 25,13 | |||||
| 1086 | 4 | 5–2 | 77,4 | 26,43 | |||||
| 1200 | 5 | 2–3 | 7–9 | 85,5 | 18,77 | ||||
| 1137 | 6 | 3–4 | 81,0 | 19,02 | |||||
| 1034 | 7 | 4–5 | 73,7 | 17,30 | |||||
| 1086 | 8 | 5–2 | 77,4 | 18,22 | |||||
| 693 | 9 | 2–3 | 8–9 | 49,4 | У/Д-11 | 19,95 | |||
| 656 | 10 | 3–4 | 46,7 | 21,04 | |||||
| 597 | 11 | 4–5 | 42,5 | 19,14 | |||||
| 627 | 12 | 5–2 | 44,7 | 20,20 |
| Тип трансформатора | Мощность, кВ·А | Сторона ВН | Сторона НН – последовательное соединение | Напряжение короткого замыкания, % | ||||||||
| Напряжение линейное, В | Положение указателя | Соединение контактов переключения | Напря-жение линейное, В | Ток линейный, А | Схема и группа соединения | Напря-жение линейное, В | Ток линейный, А | Схема и группа соединения | ||||
| I | II | |||||||||||
| ЭТДЦПР4000/10 | 2500 | 6000 или 10000 | 1 | 2–3 | 6–9 | 461,5 | 3127 | Д/Д-0 | 799,4 | 1806 | Д/У-11 | 47,39 |
| 2 | 3–4 | 407,5 | 3542 | 705,9 | 2045 | 51,16 | ||||||
| 3 | 4–5 | 330,3 | 4370 | 572,1 | 2523 | 55,77 | ||||||
| 4 | 5–2 | 364,8 | 3956 | 632,0 | 2284 | 53,63 | ||||||
| 5 | 2–3 | 7–9 | 461,5 | 3127 | 799,4 | 1806 | 28,49 | |||||
| 6 | 3–4 | 407,5 | 3542 | 705,9 | 2045 | 32,26 | ||||||
| 7 | 4–5 | 330,3 | 4370 | 572,1 | 2523 | 36,87 | ||||||
| 8 | 5–2 | 364,8 | 3956 | 632,0 | 2284 | 34,73 | ||||||
| 1443 | 9 | 2–3 | 8–9 | 266,5 | 3127 | У/Д-11 | 461,5 | 1806 | У/У-0 | 23,19 | ||
| 10 | 3–4 | 235,3 | 3542 | 407,5 | 2045 | 29,72 | ||||||
| 11 | 4–5 | 190,7 | 4370 | 330,3 | 2523 | 37,71 | ||||||
| 12 | 5–2 | 210,7 | 3956 | 364,8 | 2284 | 34,0 |
Источник: https://electro.mashinform.ru/transformatory-dlya-pitaniya-ehlektropechej-razlichnogo-naznacheniya-i-transformatory-povyshennoj-chastoty/transformatory-trehfaznye-masljanye-s-pbv-klassa-naprjazhenija-6-i-10-kv-dlja-pitanija-rudnotermicheskih-pechej-obj3381.html
Напряжение короткого замыкания трансформатора
В энергетических системах существуют различные устройства, предназначенные для производства, преобразования и передачи электроэнергии на большие расстояния. Среди них следует отметить конструкции силовых трансформаторов. Именно они преобразуют одно значение напряжение в другое, в зависимости от потребностей.
Важнейшей характеристикой является напряжение короткого замыкания трансформатора. Данная величина соответствует конкретному изделию и полностью зависит от его конструкции.
Зная ее, возможно установить способность трансформатора к параллельной работе, позволяющей избежать увеличения токов, снизить перегрузки, более эффективно решать задачи электроснабжения.
Общие сведения о трансформаторах
Практически на всех объектах энергосистемы практикуется установка трехфазных трансформаторов. Их потери по сравнению с однофазными устройствами снижены на 12-15%, а себестоимость на 20-25% ниже, чем у трех преобразователей с аналогичной суммарной мощностью.
Каждый трансформатор имеет собственную предельную единичную мощность, которая полностью зависит от размеров, веса и условий доставки оборудования к месту монтажа. Так мощность трехфазных устройств на 220 кВ составляет около 1000 МВА, при 330 кВ этот показатель повышается до 1250 МВА и т.д.
Применение однофазных трансформаторов встречается значительно реже.
Они устанавливаются при невозможности выбора или изготовления трехфазного устройства с запланированной мощностью. Многие трехфазные преобразователи сложно доставлять к месту установки из-за больших размеров и веса. Поэтому однофазные устройства группируются в зависимости от требуемой общей мощности.
Приборы на 500 кВ составляют 3х533 МВА, на 750 кВ – 3х417 МВА, на 1150 кВ – 3х667 МВА.
В соответствии с числом обмоток, рассчитанных на разные потенциалы, преобразователи могут быть двух- или трехобмоточными. В свою очередь, обмотки с одним и тем же напряжением бывают разделены на параллельные ветви в количестве две и выше. Они разъединены между собой перегородками и разделяются изоляцией с заземляющими элементами. Подобные обмотки называются расщепленными, и в соответствии с напряжением, которое бывает высшим, средним или низшим, они обозначаются как ВН, СН и НН.
Трансформатор в электрических цепях
Наиболее значимые характеристиками трансформаторов:
- Номинальная мощность. Это наибольший показатель, до которого преобразователь может быть беспрерывно нагружен в обычных условиях, определенных паспортными данными
- Номинальное обмоточное напряжение. Включает в себя сумму потенциалов обмоток №№ 1 и 2 в режиме холостого хода. При подключении к потребителю и подаче на обмотку-1 обыкновенного напряжения, во вторичной обмотке оно будет снижено на величину потерь. Отношение высшего напряжения к низшему называется коэффициентом трансформации.
- Номинальные токи. Их величина отмечена в документации и должна обеспечивать нормальную функциональность трансформатора в течение продолжительного времени.
- Номинальный ток обмоток. Величина определяется номинальной мощностью и потенциалом преобразователя.
- Напряжение КЗ трансформатора. Образуется в условиях, когда обмотка-2 коротко замыкается, а к первичной подходит обычный номинальный ток. Данный показатель определяется по спаду напряжения и характеризует величину полного сопротивления трансформаторных обмоток.
Характеристика напряжения короткого замыкания
Рассматриваемый параметр является одной из основных характеристик трансформаторных устройств. Его показатели должны быть минимальными во избежание чрезмерных ограничений токов КЗ. Проводимые испытания устанавливают их соответствие нормам и требованиям, определяемым ПУЭ. Одновременно проверяется состояние изоляции проводов.
В трансформаторах с двумя обмотками напряжением, КЗ является величина, приведенная к заданной температуре и номинальной частоте, подводимая к одной из обмоток, в то время как другая замыкается накоротко. После этого номинальный ток устанавливается в каждой обмотке, а переключатель занимает положение, обеспечивающее подачу номинального напряжения.
Используя напряжение КЗ, можно установить падение напряжения, внешние характеристики и токи короткого замыкания преобразователя. Эти данные учитываются при дальнейшем включении трансформатора в параллельную работу. Напряжение короткого замыкания включает в себя активную и реактивную составляющие.
Величина активной составляющей определяется в процентах и вычисляется по следующей формуле: Ua = (Pоб1 + Pоб2)/10Sн = Роб/10Sн, в которой Роб – общие потери в трансформаторных обмотках, Sн – номинальная мощность устройства (кВА).
Типы трансформаторов тока
Значение реактивной составляющей определяется по собственной формуле, в которой все переменные величины определяются заранее: Хк = √Zk2 – Rk2. В ней Zk2 и Rk2 являются общим и активным сопротивлением вторичной обмотки.
Лабораторные испытания
В режиме КЗ обмотка-2 оказывается перемкнутой проводником тока, сопротивление которого стремится к нулю. В процессе деятельности трансформатора, короткое замыкание приводит к возникновению аварийного режима, поскольку величина первичного и вторичного токов многократно возрастает в сравнении с номиналом. В связи с этим для таких устройств предусматривается специальная защита для самостоятельного отключения.
В лабораториях короткое замыкание используется для испытания трансформаторов. С этой целью на обмотку-1 подается напряжение Uк, не превышающее номинал. Обмотка-2 замыкается коротко и в ней возникает напряжение, обозначаемое uK, которое является напряжением короткого замыкания трансформатора, выраженное в % от Uк. При этом ток короткого замыкания равен номинальному. Как формула — это будет выглядеть в виде uK = (Uк х 100)/U1ном, где U1ном будет номинальным напряжением в первичной обмотке.
Напряжение КЗ напрямую связано с высшим напряжением трансформаторных обмоток. Если оно составляет от 6 до 10 кВ, то величина uK будет 5,5%, при 35 кВ – 6,5-7,5%, при 110 кВ – 10,5% и далее по нарастающей. Быстро найти значение поможет специальная таблица.
Опыт и напряжение КЗ
Установить параметры трансформатора с достаточно высокой точностью позволяет опыт короткого замыкания. Для этой цели используется специальная методика, при которой обмотка-2 коротко замыкается с помощью токопроводящей перемычки или проводника.
Сопротивление замыкающего элемента очень низкое и стремится к нулю. В обмотку-1 поступает напряжение (Uк), при котором сила тока (Iном) будет номинальной.
К выводам подключаются измерительные приборы – амперметр, вольтметр и ваттметр, необходимые для выявления требуемых показателей трансформатора.
В режиме КЗ напряжение короткого замыкания uK будет слишком маленьким, что вызывает многократное снижение потерь холостого хода по сравнению с номиналом. Следовательно, можно условно принять мощность первичной обмотки равной нулю – Рпо = 0, а мощность, замеряемая ваттметром, будет потерянной мощностью короткого замыкания (Рпк), вызванной под влиянием активного сопротивления трансформаторных обмоток.
При режиме с одинаковыми токами можно определить величину номинальных потерь мощности, связанных с нагревом обмоток, известные как потери короткого замыкания или электрические потери (Рпк.ном).
Потери холостого хода и короткого замыкания
Помимо напряжения короткого замыкания существуют и другие, не менее важные параметры трансформаторных устройств. Например, экономичность их работы во многом определяется потерями холостого хода (Рх) и короткого замыкания (Рк).
В первом случае затраты связаны с потерями в стальных компонентах, задействованных в создании вихревых токов и перемагничивании.
Они снижаются за счет использования специальной электротехнической стали, содержащей малое количество углерода и определенные виды присадок. Для защиты используется жаростойкое изоляционное покрытие.
Существуют разные уровни потерь холостого хода и причины, от чего зависит величина их для преобразователей. Удельные потери уровня А составляют до 0,9 Вт/кг, а на уровне Б они будут не выше 1,1 Вт/кг.
Потери КЗ включают в себя потери в обмотках, находящихся под нагрузкой, а также дополнительные потери в обмотках и конструктивных элементах. На их появление оказывают влияние магнитные поля рассеяния, способствующие возникновению вихревых токов в витках, расположенных по краям обмотки и самих деталях устройства. Снизить такие потери возможно за счет использования в обмотках многожильного транспонированного провода, а на стенках бака устанавливаются экраны из магнитных шунтов.
Источник: https://electric-220.ru/news/naprjazhenie_korotkogo_zamykanija_transformatora/2019-08-23-1735
Режимы работы трансформатора. Часть 2
Всем доброго времени суток! В первой части статье о режимах работы трансформатора я рассказал о холостом ходе и расчете параметров в этом режиме. Кроме данного режима трансформатор может оказаться в аварийном режиме – режиме короткого замыкания.
Кроме того одним из этапов испытания и проверки параметров трансформатора является опыт короткого замыкания, при котором на первичную обмотку подают такое напряжение, при котором в замкнутой вторичной обмотке протекает номинальный ток.
Данный опыт и опыт короткого замыкания позволяют определить КПД трансформатора. Об этом пойдет речь в данной статье.
Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.
Режим короткого замыкания
В процессе работы трансформатора иногда возникают ситуации, когда его вторичная обмотка оказывается замкнутой. В этом случае в ней возникает ток, превышающий номинальный в десятки раз.
В этом случае говорят о работе трансформатора в режиме короткого замыкания. Данный режим является аварийным и недопустимым, так как вследствие перегрева обмоток трансформатора происходит их разрушение.
Таки образом, режим короткого замыкания характеризуется следующими параметрами напряжения и тока
Для испытания трансформатора и определения некоторых его параметров проводят опыт короткого замыкания, при котором вторичную обмотку замыкают, а на первичную обмотку подают такое напряжение, что во вторичной обмотке устанавливается номинальный ток. В таком случае напряжение на первичной обмотке называется нормальным напряжением короткого замыкания. Величину данного напряжения в параметрах трансформатора обычно выражают в процентах от номинального напряжения первичной обмотки
где UКЗ – нормальное напряжение короткого замыкания,
UH – номинальное напряжение на первичной обмотки.
«Нормальное» короткое замыкание
В виду того, что нормальное напряжение короткого замыкания UКЗ составляет несколько процентов (обычно 1-3%), то и противодействующая ей ЭДС самоиндукции Е1 в первичной обмотке так же имеет незначительное значение. Соответственно и электромагнитная индукции и потери в сердечнике будут незначительными, то есть в практических расчётах их можно не учитывать. Ниже приведена эквивалентная схема замещения трансформатора в режиме «нормального» короткого замыкания
Эквивалентная схема замещения трансформатора в режиме «нормального» короткого замыкания.
Так как мощность, подводимая к трансформатору, тратится в основном на преодоление сопротивления провода обмоток, то параметры магнитного контура трансформатора можно не учитывать. Тогда параметры трансформатора можно описать следующими выражениями
где РКЗ – мощность при коротком замыкании,
IКЗ – ток короткого замыкания,
RК – суммарное сопротивление первичной и вторичной обмоток.
Так как в данном режиме по обмоткам протекают номинальные токи, то и температура обмоток также будет соответствовать рабочей, поэтому для определения реальной величины сопротивления обмоток необходимо сопротивление короткого замыкания полученное опытным путем пересчитать с учетом температурного коэффициента сопротивления и условной температуры 75 °С.
Опыт короткого замыкания
Как я уже говорил в предыдущей статье, изготовленный трансформатор подвергают двум основным испытаниям: опыту холостого хода и опыту короткого замыкания. Первое испытание я рассмотрел в предыдущей статье, а для второго собирают схему изображенную ниже
Схема опыта короткого замыкания.
Как видно на схеме в цепь первичной обмотки трансформатора включены вольтметр PV1, амперметр РА1 и ваттметр PW1, а вторичная обмотка замкнута накоротко. Для снятия характеристик трансформатора в этом режиме на первичную обмотку трансформатора подают такое напряжение UКЗ, при котором ток IКЗ в обмотке соответствовал номинальному току. После того как трансформатор прогреется в течении нескольких минут снимают показания с приборов.
Для построения графической характеристики короткого замыкания снимают параметры при изменении напряжения на первичной обмотке от 30 до 110 % UКЗ.
При проведении опыта короткого замыкания определяют следующие параметры трансформатора:
— процентное отношение напряжения короткого замыкания UКЗ%
где UКЗ – «нормальное» напряжение короткого замыкания,
UН – номинальное напряжение первичной обмотки.
— активное сопротивление обмоток трансформатора RК
где РКЗ – мощность, снимаемая с ваттметра PW1,
IКЗ – ток короткого замыкания, снимаемая с амперметра РА1.
— полное сопротивление обмоток трансформатора ZK
где UКЗ – «нормальное» напряжение короткого замыкания, снимаемое с вольтметра PV1.
— реактивное сопротивление обмоток трансформатора ХК
— коэффициент мощности короткого замыкания cos φКЗ
Мощность, подводимая к трансформатору при проведении опыта короткого замыкания для силовых трансформаторов, составляет 1 – 4 % от номинальной мощности трансформатора. При этом, чем больше номинальная мощность трансформатора, тем меньше мощность при проведении опыта короткого замыкания, то есть меньше потери в обмотках.
Коэффициент полезного действия трансформатора
Одной из основных характеристик любого преобразовательного устройства и трансформатора, в частности, является коэффициент полезного действия или сокращенно КПД.
Коэффициентом полезного действия трансформатора (КПД) η называется отношение активной мощности отдаваемой трансформатором Р2 к активной мощности подаваемой на трансформатор Р1
КПД трансформатора можно определить несколькими способами: прямым измерением мощностей и косвенным.
Прямой метод вычисления КПД заключается в измерении отдаваемой Р2 и поступаемой Р1 мощностей при полной нагрузке трансформатора и взятии их отношения. Однако такой метод не нашёл применения из-за неэкономичности, так как необходимо использовать большое количество энергии при испытаниях трансформаторов.
На практике чаще используют косвенный метод, заключающийся в определении потерь в сердечнике РС из опыта холостого хода, а потерь в обмотке (потерь в меди) РМ из опыта короткого замыкания. Тогда подводимая к трансформатору мощность составит
Соответственно КПД определяют по следующему выражению
Так как отдаваемая мощность Р2 трансформатора имеет как активную так и реактивную составляющую, соотношение между которыми определяется коэффициентом мощности cos φ, то КПД трансформатора составит
где U2 – номинальное напряжение вторичной обмотки, определяемое из опыта холостого хода,
I2 – номинальный ток вторичной обмотки, определяемое из опыта короткого замыкания,
РС – потери мощности в сердечнике трансформатора,
РМ – потери мощности в обмотках трансформатора.
Стоит отметить, что потери мощности в опыте холостого хода и опыте короткого замыкания желательно измерять у предварительно прогретого трансформатора или пересчитывать токи и напряжения с учётом нормальной температуры работы Т = 75 °С.
Со следующей статьи я буду рассказывать, как рассчитывать различные типы трансформаторов, которые чаще всего используют.
Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.
Источник: http://www.electronicsblog.ru/silovaya-elektronika/rezhimy-raboty-transformatora-chast-2.html
На что указывает величина напряжения короткого замыкания трансформатора?
Напряжение короткого замыкания трансформатора относится к числу его важнейших паспортных характеристик, указываемых на щитке устройства. Оно имеет постоянное значение для каждого изделия и определяется его конструкцией.
Короткое замыкание в трансформаторе
В случае номинального режима для трансформатора с первичной обмоткой w1 (для подключения к сети) и вторичной обмоткой w2 при подключении нагрузки r на вторичную обмотку напряжение U2 вызовет ток нагрузки I2 .
Этот ток пропорционален нагрузке на трансформаторе. При нарушении изоляции проводов цепи питания приемников возможны соприкосновения оголенных участков в отдельных точках до пользователя энергией.
Создается совсем иной режим функционирования прибора – короткое замыкание (КЗ) на участке цепи. На схеме КЗ в цепи пользования выделены обмотки первичная (поз.1) и вторичная (поз.2), а также магнитопровод (поз.3).
Схема трансформатора
В режиме КЗ катушка w2 продолжает запитываться энергией из первички w1 и передавать ее в свою укороченную цепь, состоящую теперь лишь из проводов соединения и витков самой катушки.
Негативные факторы КЗ в преобразователе напряжений
КЗ сопровождается следующими негативными факторами:
- Резко возрастает сила тока в замкнутой электроцепи. Без нагрузки сопротивление вторичного контура представлено лишь сопротивлениями витков катушки и коммутирующих проводов, что в десятки раз ниже величины r. Соответственно, в той же пропорции возрастут токи в проводах обмоток.
- Тепловые потери в обеих обмотках возрастут уже в сотни раз, поскольку они кратны (I2r). Температура обмоток в течение одной-двух секунд достигнет 300-500 градусов С, обмотки быстро сгорят.
- При возрастании токов в обеих обмотках резко увеличиваются механические усилия, воздействующие на провода намотки. Напомним, что при прохождении токов в параллельных проводниках, какими являются витки катушек , между проводниками действуют силы взаимного притяжения в случае направленности токов в одну сторону или силы взаимного отталкивания – для направления токов в противоположные стороны. Силы намагничивания обмоток имеют встречные направления, потому обмотки стремятся к взаимным отталкиваниям друг от друга. Значения этих силовых воздействий пропорциональны произведению I1I2 , значит, при коротком замыкании они также возрастут в сотни раз и способны разрушить устройство.
Механические силы, мгновенно возрастающие от резко подскочивших значений токов КЗ, способны деформировать обмотки трансформатора вплоть до нарушения изоляции и уменьшения их электрической прочности.
При штатной эксплуатации КЗ является аварийной ситуацией, потому цепи устойства оснащаются защитой, автоматически отключающей устройство при возникновении короткого замыкания. Здесь существенную роль выполняет показатель напряжения короткого замыкания.
Методика определения Uкз
В отличие от режима КЗ, считающегося аварийным в условиях штатной эксплуатации, при лабораторном определении характеристик трансформатора уже сознательно идут на создание КЗ в системе.
Последовательность измерений следующая:
- Вольтаж на входе устанавливается нулевым (равным нулю);
- Клеммы на выходе замыкают, вольтаж выхода U2 = 0;
- Плавно поднимается значение входного напряжения U1 , чтобы в катушках установить номинальные значения токов;
- Зафиксированное значение входного напряжения U1 при установившихся номинальных токах является напряжением короткого замыкания U1 = UКЗ .
В качестве паспортной характеристики трансформаторов напряжение короткого замыкания Ик используется в виде выраженного в процентах отношения Ик = UКЗ /U1ном , где U1ном — номинальное напряжение на первичной обмотке.
В среднем, величина Ик колеблется в диапазоне от 5,5% до 10,5% от номинального первичного напряжения.
Статья была полезной? Оцени и поделись ей в соц. сетях:
Источник: http://expertelektrik.ru/korotkoe-zamykanie-transformatora.html
Рд 153-34.0-20.527-98 руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования
РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ
«ЕЭС РОССИИ»
РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
И ВЫБОРУ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
РД 153-34.0-20.527-98
Москва
«Издательство НЦ ЭНАС»
2002
Руководящие указанияразработаны
Московским энергетическим институтом (техническим университетом)
Исполнители:
Б.Н.НЕКЛЕПАЕВ — руководительработы (разработка программы, разд. 1, 2, 9, п. 3.6)
И.П.КРЮЧКОВ — ответственныйисполнитель (разд. 3, 4, пп. 5.1 — 5.4, 5.5.1, 5.5.2, 5.5.5, 5.5.6, 5.6.6 -5.6.8,5.9,5.11.1,разд. 8,приложения П.1- П.12)
В.В.ЖУКОВ —пп. 5.5.8, 5.6, 5.7, 5.10,разд. 6,7.
Ю.Л.КУЗНЕЦОВ — пп.5.5.3 — 5.5.7, 5.6.5 — 5.6.7, 5.8, 6.7.7,разд. 10,приложение П. 13
Научныйредактор Б.Н. НЕКЛЕПАЕВ
УтвержденыДепартаментом стратегии развития
и научно-технической политики 23.03.1998 г.
Предлагаются в новойредакции (3-е издание) Руководящие указания по расчету токов короткогозамыкания (КЗ) и выбору электрооборудования. Разработаны методы расчета токовКЗ в электроустановках свыше 1 кВ и до 1 кВ как при симметричных, так и принесимметричных КЗ для начального и произвольного моментов времени. Данаметодика определения параметров элементов расчетных схем и методика составлениятаких схем.
Развиты вопросы определения токов КЗ с учетом влияния комплекснойнагрузки, электрической дуги, теплового спада тока КЗ из-за нагревапроводников, вставок постоянного тока. Сформулированы расчетные условия дляпроверки электрооборудования по условиям КЗ, приведены методики проверкиэлектрооборудования на электродинамическую и термическую стойкость и проверкиэлектрических аппаратов на коммутационную способность.
Даны примеры типовыхрасчетов.
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
Руководящие указанияпредназначены для использования инженерами-энергетиками при выполнении имирасчетов токов короткого замыкания (КЗ) и проверке электрооборудования(проводников и электрических аппаратов) по режиму КЗ.
Руководящие указаниявключают в себя методы расчета токов симметричных и несимметричных КЗ вэлектроустановках напряжением свыше 1 кВ и до 1 кВ, методы проверки проводникови электрических аппаратов на электродинамическую и термическую стойкость иметоды проверки электрических аппаратов на коммутационную способность.
Руководящие указания непредназначены для использования при расчетах токов КЗ для целей релейной защитыи автоматики в специфических условиях (наличие длинных линий электропередачи,продольной и поперечной компенсации, нелинейных элементов в цепи; двойные,повторные, видоизменяющиеся и сложные виды КЗ и т.п.).
Данные Руководящие указаниясущественно отличаются от ранее действовавших аналогичныхнормативно-технических документов, таких как:
а) Руководящие указания порасчету токов короткого замыкания и выбору по режиму короткого замыканияаппаратуры и проводников в электрических установках высокого напряжения (М.:ГЭИ, 1944. — 51 с.);
б) Руководящие указания порасчету коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников поусловиям короткого замыкания (1-я ред. М.: МЭИ, 1975. — 331 с.).
В настоящем, третьем,издании Руководящих указаний учтены пожелания пользователей: изменена структурадокумента, разработаны методы расчета токов КЗ с учетом специфическихпараметров современных электрических машин и их систем возбуждения, данырекомендации по учету электрической дуги, нагрева и перемещения гибкихпроводников при КЗ, влияния комплексной нагрузки на токи КЗ.
Приводятся новые кривыеизменения во времени токов КЗ генераторов различных серий с различнымисистемами возбуждения. Включен материал о терминах и определениях в области короткихзамыканий в электроустановках, о буквенных обозначениях величин, а такжематериал о применении ЭВМ при расчетах токов КЗ.
Все основные разделы Руководящих указаний иллюстрируются примерамирешения характерных задач.
Руководящие указанияразработаны авторским коллективом в следующем составе: д. т. н., проф.Неклепаев Б.Н. (руководитель работы), к. т. н., проф. Крючков И.П.(ответственный исполнитель), д. т. н., проф. Жуков В.В., д. т. н., проф.Кудрявцев Е.П. (пп. 7.4; 7.6.4), к. т. н., доц. Кузнецов Ю.П.
1. ВВЕДЕНИЕ
1.1.1. Для электроустановокхарактерны 4 режима: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный, причемаварийный режим является кратковременным режимом, а остальные -продолжительными режимами.
1.1.2. Электрооборудованиевыбирается по параметрам продолжительных режимов и проверяется по параметрамкратковременных режимов, определяющим из которых является режим короткого замыкания.
1.1.3. По режиму КЗэлектрооборудование проверяется на электродинамическую и термическую стойкость,а коммутационные аппараты — также на коммутационную способность.
1.1.4. Учитывая дискретныйхарактер изменения параметров электрооборудования, расчет токов КЗ для егопроверки допускается производить приближенно, с принятием ряда допущений, приэтом погрешность расчетов токов КЗ не должна превышать 5 — 10 %.
1.1.5. Руководящие указаниясогласованы с действующими Государственными стандартами в области короткихзамыканий, а также с Правилами устройства электроустановок:
— ГОСТ26522-85. Короткие замыкания в электроустановках. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1985. — 17 с.
— ГОСТ27514-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановкахпеременного тока напряжением свыше 1 кВ. — М.: Изд-во стандартов, 1988. — 40 с.
— ГОСТР 50270-92. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета вэлектроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. — М.: Изд-востандартов, 1993. — 60 с.
— ГОСТ29176-91. Короткие замыкания в электроустановках. Методика расчета вэлектроустановках постоянного тока. — М.: Изд-во стандартов, 1992. — 40 с.
— ГОСТР 50254-92. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчетаэлектродинамического и термического действия токов короткого замыкания. -М.:Изд-во стандартов, 1993. — 57 с.
— Правила устройства электроустановок.- 6-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 640 с.
1.2. Термины иопределения
1.2.1.В Руководящих указаниях используются следующие термины и определения:
1.2.1.1. Замыкание — всякоеслучайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работыэлектрическое соединение различных точек электроустановок между собой или сземлей.
1.2.1.2. Короткое замыкание -замыкание, при котором токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту еговозникновения, резко возрастают, превышая наибольший допустимый токпродолжительного режима.
1.2.1.3. Короткое замыкание на землю- короткое замыкание в электроустановке, обусловленное соединением с землейкакого-либо ее элемента.
1.2.1.4. Однофазное короткоезамыкание — короткое замыкание на землю в трехфазной электроэнергетическойсистеме с глухо- или эффективно заземленными нейтралями силовых элементов, прикотором с землей соединяется только одна фаза.
1.2.1.5. Двухфазное короткоезамыкание — короткое замыкание между двумя фазами в трехфазнойэлектроэнергетической системе.
1.2.1.6. Двухфазное короткоезамыкание на землю — короткое замыкание на землю в трехфазнойэлектроэнергетической системе с глухо- или эффективно заземленными нейтралямисиловых элементов, при котором с землей соединяются две фазы.
1.2.1.7. Двойное короткое замыкание на землю — совокупность двух однофазныхкоротких замыканий на землю в различных, но электрически связанных частяхэлектроустановки.
1.2.1.8. Трехфазное короткоезамыкание — короткое замыкание между тремя фазами в трехфазнойэлектроэнергетической системе.
1.2.1.9. Трехфазное короткоезамыкание на землю — короткое замыкание на землю в трехфазнойэлектроэнергетической системе с глухо- или эффективно заземленными нейтралямисиловых элементов, при котором с землей соединяются три фазы.
1.2.1.10. Повторное короткое замыкание — короткое замыкание в электроустановкепри автоматическом повторном включении коммутационного электрического аппаратаповрежденной цепи.
Источник: https://www.rags.ru/stroyka/text/39520/
Трансформатор силовой масляный ТМ-6300 класса напряжение 10 и 35 кВ
Трансформатор ТМ-6300 силовой масляный трехфазный, с естественной циркуляцией масла, предназначен для преобразования электрической энергии в сетях энергосистем, а так же для питания различных потребителей в сетях переменного тока частотой 50 Гц.
В трансформаторах ТМ-6300 предусмотрена возможность регулирования напряжения — 5 ступеней с диапазоном регулирования ±2х2,5% от номинального. Вид регулирования ПБВ (переключение без возбуждения). Переключение трехфазного трансформатора на другой диапазон производится в ручном режиме в отключенном состоянии.
Трансформатор ТМ-6300 изготавливают для регионов с умеренным климатом с перепадом температур от -45 до +40 градусов Цельсия. По требованиям заказчика возможно изготовление трансформаторов других климатических требований, и с использованием различных трансформаторных масел, в том числе арктических марок.
Трансформаторы имеют плоскошихтованную магнитную систему из высококачественной электротехнической стали.
Обмотки цилиндрические многослойные, выполнены из медного или алюминиевого провода.
Основные технические характеристики трансформаторов ТМ-6300
| Номинальная мощность, кВА | 6300 | 6300 | |
| Номинальное высшее напряжение, кВ | 10 | 35 | |
| Номинальное низшее напряжение, кВ | 6,3 | 6,3 | 10,5 |
| Схема и группа соединения обмоток | Y/D-11 | Y/D-11 | |
| Потери холостого хода, кВт | 7,4 | 7,4 | |
| Потери короткого замыкания, кВт | 46,5 | 46,5 | |
| Ток холостого хода, % | 0,8 | 0,8 | |
| Напряжение короткого замыкания, % | 7,5 | 7,5 |
Нормальные условия работы характеризуют следующие данные:
- режим работы — продолжительный;
- установка — стационарная на открытом воздухе или вентилируемых помещениях;
- высота установки над уровнем моря — не более 1000 метров;
- климатическое исполнение — У (умеренный климат), температура окружающего воздуха от -45 градусов Цельсия до +40 градусов Цельсия, при этом среднесуточная температура воздуха не более 30 градусов Цельсия;
- относительная влажность воздуха — 80% при температуре 20 градусов Цельсия;
- номинальная частота — 50 Гц. Трансформаторы допускают систематические и аварийные перегрузки. Значение и продолжительность нагрузок и аварийных перегрузок по ГОСТ 14209-85
Габаритно-весовые характеристики
| кВА | кг | кг | мм | мм | мм | мм |
| 6300/10 | 3810 | 13380 | 3450 | 3316 | 3650 | 2413 |
| 6300/35 | 3400 | 14600 | 3190 | 3316 | 4161 | 2526 |
Источник: https://chebelektra.com/transformator/tm6300
Сборка трансформаторов — Напряжение кз
§ 8. НАПРЯЖЕНИЕ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ЕГО ЗАВИСИМОСТЬ ОТ СБОРКИ ТРАНСФОРМАТОРА
Способы оценки поля рассеяния.
Поле рассеяния, как указывалось ранее, играет исключительную роль в трансформаторе: увеличивает добавочные потери в обмотках и элементах конструкции, т. е.
снижает полезную мощность и кпд трансформатора; уменьшает напряжение на его вторичных обмотках и увеличивает потребление реактивной мощности, а также защищает трансформатор при коротком замыкании, уменьшает электродинамические усилия, ограничивает токи и нагрев обмоток.
Учитывая роль поля рассеяния, важно правильно его измерять и оценивать. Непосредственно измерить поле рассеяния сложно: слишком разнообразны контуры, по которым замыкаются магнитные поля рассеяния. Поэтому его оценивают по влиянию, которое оно оказывает на напряжение и токи в обмотках при коротком замыкании трансформатора.
Линейное напряжение, которое надо подвести к одной из обмоток при короткозамкнутой другой, для установления в обмотках номинальных токов называют напряжением короткого замыкания трансформатора, обозначают ик и выражают в процентах от номинального:
где U1 — номинальное первичное напряжение, В, Uк — напряжение короткого замыкания, В. Существует прямая зависимость между полем рассеяния и напряжением короткого замыкания, поэтому напряжение короткого замыкания используют для оценки поля рассеяния и его влияния на работу трансформатора. Зная напряжение ик, можно определить ток короткого замыкания в обмотке. Ток Iк1 будет во столько раз больше номинального тока I1, во сколько раз первичное напряжение Uх больше Uк. Так, например, если напряжение ик, равно 5%, ток /к. в 100:5=20 раз больше номинального тока 1х.
При напряжении, равном ик, интенсивность магнитного поля в магнитной системе невелика, поэтому намагничивающий ток и магнитные потери при коротком замыкании можно считать исчезающе малыми по сравнению с номинальными токами и вызываемыми ими потерями. Потери при коротких замыканиях рк соответствуют нагрузочным потерям трансформатора в номинальном режиме, поэтому общие потери трансформатора определяют как сумму потерь холостого хода и короткого замыкания: Рг=Р0+Рк-
Изменение напряжения трансформатора.
Как указывалось ранее, токи в обмотках создают не только потери, но и падения напряжений индуктивное и активное в электрическом сопротивлении. Между напряжением короткого замыкания и падениями напряжений существует зависимость:
,(Sн — номинальная мощность трансформатора, кВ-А; рк — потери к.з., кВт).
Оказывается, напряжение короткого замыкания характеризует еще один важный параметр — изменение напряжения 13ч вторичной обмотки, питающей потребителей.
Изменением напряжения пары обмоток трансформатора называют арифметическую разность напряжений на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе и нагрузке номинальным током (при этом напряжение первичной обмотки должно быть номинальным) и определяют по формуле
Стандартизация напряжений короткого замыкания.
Учитывая важную роль поля рассеяния в трансформаторе, напряжение короткого замыкания не может быть произвольным; иногда оно может быть большим (например, у потребителя с частыми короткими замыканиями) или относительно малым (например, в трансформаторах со спокойным режимом).
Однако трансформаторы не могут изготовлять для каждого отдельного потребители, поскольку это дорого и технически нецелесообразно.
Кроме того, в эксплуатации трансформаторы часто работают параллельными группами или их перебрасывают в другие места для работы с другими трансформаторами, а важнейшим условием, определяющим возможность параллельного соединения трансформаторов, является равенство напряжений короткого замыкании Uк.
В трансформаторах общего назначения напряжения короткого замыкания в зависимости от мощности и класса напряжения стандартизованы. Так, для трансформаторов мощностью 25—630 кВ-А с ВН 6 или 10 кВ напряжение к.з. составляет 4,5—4,7%, с ВН 35 кВ—6,5—6,8%, мощностью 6300 кВ-А с ВН 35 кВ—7,5%, мощностью 80 000 кВ-А — 0,5% и т. д.
Некоторые специальные трансформаторы, работающие в режимах с частыми короткими замыканиями, должны иметь но стандарту еще более высокие напряжения короткого замыкания— до 12 и даже 17%.
При изготовлении трансформаторов возможны допустимые отклонения в размерах, указываемые в сборочных чертежах.
Например, обязательно содержатся допуски на диаметры и высоты обмоток, расстояния между обмотками, непосредственно влияющие на напряжение короткого замыкания.
При наличии допусков на размеры получить точное значение указанного в стандарте напряжения короткого замыкания очень трудно, а иногда и невозможно, поэтому ГОСТы установили предельные отклонения этих напряжений; они могут отличаться от указанных в ГОСТе не более чем на ±10%.
Источник: https://forca.ru/knigi/arhivy/sborka-transformatorov-5.html
Как проводится опыт короткого замыкания трансформатора
g84jsm9tB4S
В электротехнике систематически проводятся испытания приборов и оборудования на устойчивость к электрическим и динамическим нагрузкам. Одной из таких проверок является опыт короткого замыкания трансформатора.
В процессе проверки ток в первичной обмотке остается со своим первоначальным значением, а вторичной обмотке устраивается искусственное короткое замыкание.
Данное мероприятие дает возможность определить номинальный ток во вторичной обмотке, потери мощности проводников, величину падения потенциала внутреннего сопротивления трансформаторного устройства. Опыты холостого хода и короткого замыкания позволяют установить не только электрические, но и магнитные потери.
Какие параметры определяются в ходе опыта
В качестве примера можно рассмотреть обычный однофазный трансформатор. При выполнении данного исследования производится специальное КЗ обмотки № 2. В обмотку № 1 напряжение подается с заниженным значением, чтобы не причинить вреда трансформатору.
Когда проводится опыт короткого замыкания однофазного трансформатора – устанавливается специальный режим, позволяющий определить несколько основных параметров:
- Номинальное напряжение КЗ (Uk). Оно возникает в первичной обмотке, при этом, токи короткого замыкания в обеих обмотках будут равны номиналу. Процентное соотношение выражается формулой Uk = (Uk/U1H) x 100%, где U1H является напряжением первичной трансформаторной обмотки.
- Показатели замещающей схемы. Если нет ветвей намагничивания во время проведения опыта, токи в обеих обмотках станут равны между собой. Таким образом, величина полного сопротивления КЗ определяется как Zk = U1k/I1H или Zk = √rk 2 + xk 2 . В свою очередь, rk = r1 + r2’, а xk = x1 + x2’.
- Сопротивление во вторичной обмотке будет равно r2 = r2’/k2, а x2 = x2’/k2.
- Величина полного падения напряжения при КЗ (Uk) в обмотках, а также его активные (Uka) и реактивные (Ukp) компоненты в процентном соотношении. С этой целью используются следующие формулы: Uk = (I1H x Zk/U1H) x 100%; Uka = (I1H x rk/ U1H) x 100%; Ukp = (I1H x xk/ U1H) x 100%.
- Потери короткого замыкания (Рк). Поскольку во время проведения опыта первичная обмотка подключается к пониженному напряжению, величина магнитного потока в этом случае очень мала, и ее можно не принимать в расчет. Для этого отдельно используется холостой ход. Таким образом, вся мощность, потребленная устройством, вызывает и электрические потери в обмотках. Величина мощности КЗ состоит из следующих компонентов, рассмотренных ранее: Pk = (I1H2 x r1) + (I1H2 x x2’).
Физические процессы во время исследования
Опыт короткого замыкания проводят как специальную испытательную процедуру, для которой и предназначен трансформатор. В этом случае к обмотке № 1 подключается номинальный ток, а вторичная обмотка попадает под действие аварийного режима. В ходе проведения данного мероприятия определяется номинальный ток в обмотке № 2, потерянные мощности в проводниках и спад напряжения внутреннего сопротивления прибора.
После того как создано короткое замыкание трансформатора, ток в обмотке-2 будет ограничивать лишь ее незначительное внутреннее сопротивление. Следовательно, даже при небольшой величине ЭДС Е2, показатель тока I2 может возрасти до опасного предела. Как правило, это приводит к перегреву обмоточных проводов, разрушению изоляционного слоя и аварии трансформаторного устройства.
Источник: http://pechi-sibiri.ru/kak-provoditsja-opyt-korotkogo-zamykanija/
