Основные теоретические положения. Короткое замыкание трансформатора — это такой режим, когда вторичная обмотка замкнута накоротко (Zн = 0)

 

Короткое замыкание трансформатора — это такой режим, когда вторичная обмотка замкнута накоротко (Z_н = 0), при этом вторичное напряжение U₂ = 0. В условияхэксплуатации, когда к трансформатору подведено номинальное напряжение U_1ном, короткоезамыкание является аварийным режимом и представляет собой большую опасность для трансформатора.

При опыте к.з. обмотки низшего напряжения трехфазного трансформатора замыкают накоротко (рис. 6.1.), а к обмоткам высшего напряжения, подводят пониженное напряжение, постепенно повышая его регулятором напряжения до некоторого значения U_к.ном, при

котором токи к.з. в обмотках трансформатора становятся равными номинальным токам в первичной (I_1к = I_1ном) и вторичной (I_2к = I_2ном) обмотках.

 

 

При этом снимают показания приборов и строят характеристики к.з., представляющие собой зависимость тока к.з. I_1к:

 

 

Мощность к.з. P_k, коэффициента мощности cosφ_к:

 

от напряжения к.з. U_к:

 

при этом активная мощность трехфазного трансформатора измеряют методом двух ваттметров. Тогда мощность к.з.:

 

 

где и - показания однофазных ваттметров, (Вт).

Напряжение, при котором токи в обмотках трансформатора при опыте равны номинальным значениям, называют номинальным напряжением к.з. и обычно выражают его в процентах от номинального:

Для силовых трансформаторов u_к = 5 - 10% от U_1ном.

 

Магнитный поток в магнитопроводе трансформатора пропорционален первичному напряжению U₁, так как это напряжение при опыте к.з. составляет не более 10 % от U_1ном, то

такую же небольшую величину составляет поток. Для создания такого магнитного потока требуется настолько малый намагничивающий ток, что значением его можно пренебречь. В этом случае уравнение токов принимает вид:

 

а схема замещения трансформаторов для опыта к.з. не содержит ветви намагничивания. Для этой схемы замещения можно записать уравнения напряжений:

 

 

или

 

 

Полное сопротивление трансформатора при опыте к.з..

 

где: и - активная и индуктивная составляющие сопротивления к.з.

Рисунок 6.1 - Схема опыта к.з. трехфазного трансформатора

		б)
	а)

 

Рисунок 6.2 - Схема замещения (а) и векторная диаграмма (б) трансформатора в режиме к.з.

 

Воспользовавшись уравнениями токов и напряжений, для опыта к.з. построим векторную диаграмму трансформатора (рисунок 6.2. б). Построение этой диаграммы начинают с вектора напряжения к.з. . Затем под углом φ_kк вектор проводят вектор тока к.з. . Построив векторы падений напряжений в первичной обмотке , и и векторы падения напряжения во вторичной обмотке и получают прямоугольный треугольник АОВ, называемый треугольником короткого замыкания. Стороны этого треугольника будут:

 

 

 

Здесь

 

где: и - активная и реактивная составляющие напряжения к.з., В

 

Рисунок 6.3 - Характеристика короткого замыкания

трансформатора.

Вид характеристики короткого замыкания зависит от напряжения короткого замыкания U_K (рисунок 6.3).

Полное, активное и индуктивное сопротивления схемы замещения при опыте к.з.:

 

 

 

 

Рисунок 6.4.- Схема исследования трехфазного трансформатора в опыте короткого замыкания

Перечень аппаратуры

 

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
А6	Трехфазная трансформаторная группа	347.3	3´80 Вт
А20	Трехфазный регулируемый автотрансформатор		~3×0…240 В / 2 А
G1	Однофазный источник питания	218.9	~220 В / 6 А
G2	Трехфазный источник питания	201.4.1	~400 В / 6 А
P3	Многофункциональный электроизмерительный прибор		U, I, f, P, Q, cosj,