Коротке замикання трансформатора в умовах експлуатації
Короткі замикання в електричних установках виникають зазвичай внаслідок будь-яких несправностей в мережах (при механічному пошкодженні ізоляції, електричному її пробої в результаті перенапруг і т. Д.) Або при помилкових діях експлуатаційного персоналу.
Для трансформатора коротке замикання дуже небезпечно, так як при цьому виникають дуже великі струми. При короткому замиканні затискачів вторинної обмотки опір навантаження Zн практично дорівнює Нулю і, отже, напруга на затискачах вторинної обмотки U2 також дорівнює нулю. Таким чином, напруга U1, прикладена до первинної обмотці, буде врівноважено падінням напруги в повних опорах первинної і вторинної обмоток zK = Z1 + Z2 Еквівалентна схема для однієї фази трансформатора при короткому замиканні зображена на рис. 11, а.
Рівняння рівноваги е. д. з. первинної обмотки трансформатора при короткому замиканні вторинної обмотки запишеться в наступному вигляді:
U1 = Ikzk де Ik-струм короткого замикання.
На рис. 11, б показана векторна діаграма для однієї фази трансформатора при короткому замиканні. Вертикально вгору спрямований вектор струму короткого замикання Ik. Паралельно вектору струму спрямований вектор падіння напруги в активному опорі короткого замикання IkRk. Повернуть щодо вектора струму на - в сторону випередження (проти годинникової стрілки вектор падіння напруги на індуктивному опорі короткого замикання трансформатора
Геометрична сума векторів IkRk визначить вектор прикладеної до первинної обмотці напруги U1, який підвернутий щодо вектора струму короткого замикання Ik в сторону випередження на кут короткого замикання РK. Цей кут залежить
від співвідношення опорів xk і rk. Чим більше індуктивне .сопротівленіе xk і чим менше активний опір rk, тим більшим буде кут ф. Таким чином, сила струму короткого зами-Канія трансформатора Ik = U1 / zk
Так як падіння напруги в повному опорі обмоток трансформатора при номінальному струмі становить 5-7% від номінальної напруги, т. Е струм короткого 'замикання виявиться більшим поминального струму в стільки разів у скільки номінальну напругу більше падіння напруги в повному опорі обмоток при номінальному струмі.
Ставлення Ik / Iн = 100 / uk називається кратністю струму короткого замикання, де Uk - напруга короткого замикання.
Отже, струм короткого замикання трансформатора у багато разів більше номінального струму Тут ми мали на увазі стале значення струму короткого замикання трансформатора. Такий струм, у багато разів більший номінального, буде протікати в обмотках трансформатора протягом всього ча-мени короткого замикання, як би велике воно не було. Однак в момент короткого замикання кратність струму короткого замикання може виявитися ще більшою. Залежно від миттєвого значення прикладеної напруги миттєвий струм короткого замикання відрізняється від усталеного 2 рази.
Якщо коротке замикання вторинної обмотки трансформатора сталося в момент, коли миттєве значення напруги щ дорівнює максимальному значенню Uim, то миттєвий струм короткого
При короткому замиканні в момент, коли напруга дорівнює нулю, миттєвий струм короткого замикання виявиться в 2 рази більшим усталеного струму.
Струм короткого замикання різко підвищує температуру обмотки, що загрожує цілості ізоляції. Втрати в проводах обмоток трансформатора пропорційні току в другому ступені. Тому в разі, коли струм короткого замикання виявиться, наприклад, в 20 разів більшим номінального струму, втрати в проводах обмоток будуть в 400 разів більшими, ніж при номінальному струмі (якщо не враховувати збільшення опору обмоток від нагрівання). Виділення великої потужності в проводах обмоток викликає різке підвищення їх температури, внаслідок якого можлива порушення цілості ізоляції і вихід трансформатора з ладу
Тому все трансформатори забезпечуються досить швидкодіючої захистом, яка відключає трансформатор в разі його короткого замикання. Якщо час, протягом якого трансформатор знаходиться в режимі короткого замикання, буде мало, обмотки його не встигнуть нагрітися до температури, небезпечної для їх ізоляції.
Коротке замикання трансформатора дуже небезпечно, так як може призвести до його руйнування Як відомо, між проводами, обтічними струмом, виникає механічне взаємодія. Якщо в двох паралельних проводах протікають струми, спрямовані в одну і ту ж сторону, ці дроти притягуються один до одного, а якщо струми спрямовані в протилежну сторону, дроти взаємно відштовхуються.
У трансформаторі є дуже багато паралельних один одному витків, кожен з яких можна розглядати як окремий провід. У витках якої-небудь однієї обмотки (первинної або вторинної) протікають струми однакового спрямування, так що все витки однієї обмотки взаємно притягуються. Намагнічуючі сили первинної і вторинної обмоток мають зустрічний напрямок, тому обмотки прагнуть відштовхнутися одна від одної.
Механічні сили, що діють на обмотки, залежать від конструкції обмоток, розміщення витків і струмів, що протікають в обмотках. У концентричних симетричних обмотках сили F, що діють на обмотки, спрямовані перпендикулярно осі котушок в дискових чергуються обмотках сили спрямовані паралельно осі котушок
Так як сили, що діють на дроти з струмом, залежать від твору струмів, то і сили F, що діють на обмотки трансформаторів при короткому замиканні, будуть у багато разів більшими сил, які виникають при номінальному навантаженні. Під дією дуже великих механічних сил обмотки трансформатора деформуються настільки, що може бути порушена ізоляція і різко зменшена їх електрична міцність. Конструкція обмоток повинна бути розрахована на таку механічну міцність, яка протистояла б силам, що виникають в перший момент від миттєвих струмів короткого замикання.
ФСК планує в цьому році модернізувати силове трансформаторне обладнання, що належить 10 енергооб'єктів Далекого Сходу. Всі вони відносяться до ...
В одному заштатному містечку Австралії компанія SP AusNet проводила реконструкцію силовий електропідстанції. Настільки незначне подія отримала статус ...