Режим короткого замыкания

Различают два вида короткого замыкания: эксплуатационное, или аварийное короткое замыкание и испытательный режим, или опыт короткого замыкания.

При аварийном коротком замыкании во вторичной обмотке трансформатора, когда напряжение на зажимах первичной обмотки равно номинальному U _1н, токи в обмотках трансформатора в 10-20 раз превышают их номинальные значения, что опасно для целостности трансформатора как вследствие возникающих в обмотках весьма больших электромагнитных сил, так и вследствие чрезмерного их нагрева. Обычно предусматриваются средства защиты, обеспечивающие быстрое отключение трансформатора от источника электрической энергии при любом случайном возникновении такого режима короткого замыкания.

Опытом короткого замыкания называется испытание трансформатора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки (включение амперметра) и номинальных первичном I _1к = I _1н и вторичном I _2к = I _2н токах (рис.11.2).

Рисунок 11.2 - Схема испытания трансформатора при опыте

короткого замыкания

Опыт короткого замыкания не опасен для трансформатора, он проводится обязательно при заводских испытаниях с целью определения важнейших его параметров: мощности потерь в проводах (меди) и внутреннего падения напряжения. В этом случае при коротком замыкании вторичной обмотки (включением амперметра) к его первичной обмотке подводится такое значительно пониженное напряжение U _1к, при котором токи в обмотках трансформатора равны номинальным. Это напряжение короткого замыкания (внутреннее падение напряжения) обычно выражается в процентах от соответствующего номинального напряжения и указывается на щитке трансформатора

(11.2)

Величина U _к% согласно ГОСТу для нормальных трансформаторов находится в пределах 5, 5-10, 5%.

В опыте короткого замыкания подводимое напряжение U _1к и ЭДС E _1к малы: [ U _1к = (5+10%) U _1н, а E _1к = 0, 5 U_1к ], следовательно, и основной магнитный поток Ф также незначителен. Он составляет обычно величину порядка 2-5% от магнитного потока трансформатора при холостом ходе. В связи с этим мощностью потерь в стали магнитопровода P _ст.к, пропорциональной квадрату магнитной индукции можно пренебречь и считать мощность, потребляемую трансформатором в опыте короткого замыкания, равной мощности потерь в меди, т.е.

(11.3)

Таким образом, основной мощностью потерь, определяемой в опыте короткого замыкания, является мощность потерь в меди, обусловленная нагреванием обмоток трансформатора номинальными токами, протекающими по ним.