Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Переходные процессы трансформаторов.
|
|
Переходные процессы, сверхтоки и перенапряжения возникают при изменениях нагрузки, питающего напряжения, включении и отключении, при КЗ и атмосферных явлениях.
Включение трансформатора с разомкнутой вторичной обмоткой.
При включении напряжение изменяется по закону
,
Установившийся магнитный поток отстает от приложенного напряжения на угол около 90 градусов
Дифференциальное уравнение переходного процесса включения трансформатора
Решение дифференциального уравнения
,
Постоянная времени интегрирования С определяется из начальных условий
В окончательном виде решение дифференциального уравнения
Если включение происходит в момент, когда напряжение проходит через 0, т.е. 
, то через пол периода поток достигнет величины 
 |
Рис.1.7.2. Изменение магнитного потока при включении трансформатора
Рис. 1.7.3. Ток включения трансформатора.
Внезапное КЗ трансформатора. Полагаем, что КЗ произошло после ХХ.
Дифференциальное уравнение процесса КЗ
.
Его решение
,
где частное решение уравнения
,
общее решение 
, а постоянная интегрирования из начальных условий 
равна
.
Результирующий ток КЗ
Если КЗ происходит в момент, когда 
, то через пол периода ток достигнет величины ударного ТКЗ 
,
где
- амплитуда тока установившегося короткого замыкания.
Ударный ТКЗ оказывает электродинамическое действие на обмотку и другие элементы конструкции трансформатора и РУ. Действующее значение установившегося ТКЗ определяет нагрев и термическую стойкость.
 |
Рис.1.7.5.Переходный процесс КЗ трансформатора
Перенапряжения в трансформаторах возникают:
· При атмосферных явлениях (удары молнии, явления электромагнитной индукции при разряде облаков), превышающие номинальные напряжения в 10-12 раз,
· При процессах аварийного характера (КЗ, АПВ), превышающие номинальные напряжения в 7-8 раз,
· При коммутационных процессах (включение, отключение и пр.), превышающие номинальные напряжения в 2-5 раз.
Механизм возникновения перенапряжений рассмотрим на схеме замещения простейшего трансформатора с обмоткой АХ, соединенной с воздушной ЛЭП, на входной зажим А которой со скоростью света С= 300 тыс.км/с набегает волна перенапряжения с очень крутым фронтом. Время набегания фронта волны - всего 0, 1 мкс. Она наводит в обмотке большую ЭДС высокой частоты. Индуктивные сопротивления трансформатора резко возрастают и индуктивные токи не имеют существенного значения. Основную роль играют емкости между катушками СК и емкости катушек на землю СЗ и емкостные токи.
При набегании волны перенапряжения на входной зажим трансформатора заряжаются емкости. При действии только емкостей относительно земли заряжается только первый конденсатор СЗ и вся волна перенапряжения приходится на первую катушку, ближайшую к входному зажиму. Ее величина равна отрезку АО при заземленной и при изолированной нейтрали (рис.1.7.7). При действии только емкостей СК зарядный ток проходит через все последовательно соединенные конденсатора СК и волна перенапряжения
равномерно распределяется между всеми катушками (прямая АВ). Причем при изолированной нейтрали все катушки оказываются под полным напряжением. В действительности, при действии всех емкостей кривая распределения волны занимает промежуточное положение АdВ, при котором наибольшая величина перенапряжения приходится на катушки, ближайшие к входному зажиму.
В последующий промежуток времени происходит колебательный процесс перераспределения волны перенапряжения между крайними положениями АdВ и АсВ, и под действием повышенной величины перенапряжения оказываются и катушки, ближайшие к выходному зажиму. Причем, при изолированной нейтрали величина перенапряжения оказывается значительно больше, чем при заземленной нейтрали.