De ervaring met kortsluiting is dat de secundaire wikkeling (meestal HH) wordt kortgesloten en er spanning wordt toegevoerd aan de primaire wikkeling via de spanningsregelaar PH. Het circuit van ervaring van kortsluiting is weergegeven op Fig. 15.5.
De spanning wordt verhoogd van nul tot de ampèremeter wordt weergegeven nominale waarde stroom I 1Omdat de secundaire wikkeling een gesloten lus is, zal er ook een lokale stroom in verschijnen. I 2(I 1 ω 1= I 2 w 2).
Vanwege de afwezigheid van een extern secundair circuit, wordt het vermogen dat een wattmeter moet gebruiken een kortgesloten vermogen of verlies, Pk, dat, zoals vermeld in § 5.2, bestaat uit verliezen in de wikkeldraden, extra verliezen en verliezen in de stopcontacten.
Fig. 5.4. Kortsluiting driehoek (vector diagram)
De spanning die moet worden toegevoerd aan één van de transformatorwikkelingen zodat een stroom corresponderend met het nominale vermogen daarin wordt vastgesteld, terwijl de tweede wikkeling wordt kortgesloten, wordt een kortsluitspanning genoemd.
Deze spanning U K compenseert voor actieve en reactieve spanningsvallen in beide wikkelingen veroorzaakt door stromen I 1 en I 2en daarom is de totale spanningsval in de transformator. De kortsluitspanning is enkele procenten.
van nominale spanning (van 5,5 tot 7,5% voor transformatoren van de dimensies I - II-III met een spanning tot 35 kV). Aangezien de verzadiging van de magnetische geleider, en derhalve de verliezen en nullaststroom in dit geval zeer klein zijn, kan de laatste worden verwaarloosd bij het berekenen van U K.
Het vectordiagram van een transformatorkortsluiting kan worden verkregen uit een vereenvoudigd vectordiagram van een gereduceerde transformator, waarin de secundaire spanningsvector Ich gelijk is aan nul. Een driehoek LVO, gebouwd op de poten, gelijk aan de som van actieve en reactieve spanningsvallen van beide windingen, wordt een kortsluitdriehoek genoemd ( zien. Fig. 5.4).
Kortsluiting spanning U K, evenals de componenten ervan U a en U p handiger om uit te drukken in% van de nominale spanning. Berekening van spanningsdissipatie U p is al overwogen in § 5.5.
Actieve component U a afhankelijk van de omvang van de kortsluitverliezen en de formule is als volgt afgeleid. Voor elk van de windingen op basis van de wet van Ohm
U al = I 1 r 1 en U al = I 1 r 1,
of, de spanningsdaling uitgedrukt in% van nominaal,
u a1 = U a1 / U 1 .100 = (I 1 r 1 / U 1) 100 = (I 2 1 r 1 / U 1 I 2 1) 100 = (P k1 / S) 100%;
u a2 = U a2 / U 2 100 = (I 2 r 2 / U 2) 100 = (I 2 2 r 2 / U 2 I 2 2) 100 = (P k2 / S) 100%;
u a = u a1 + u a2 = [(P k1 + P k2) / S] 100%
Verliezen P tot worden meestal uitgedrukt in watt en power-in kwadaarom eindelijk
u a = (P k / 1000S) 100 = P k / 10S,% (5.9)
Sinds de kortsluiting kortsluiting driehoek spanning Pk is hypotenusa, en via zijn componenten zal deze spanning duidelijk worden uitgedrukt door de formule
U K = √U 2 a + U 2 p
Relaties tussen uaen omhoog verschillend en afhankelijk van de kracht van de transformator. Bij de kleinste transformatoren (vermogen tot 1 kVA)de reactieve component is klein en de spanning U Kkan als gelijk worden beschouwd U a. Cvermogensgroeewaarde U prelatief stijgt, en bij de grootste transformatoren daarentegen de spanning U Kwordt bijna gelijk aan de reactieve component Up.
Schrijf hun formules.
Wat is een kortsluitingsspanning?
Wat is een driehoek met kortsluiting?
Inactieve modus. Wanneer de secundaire wikkeling open is, werkt de transformator stationair. De nullaststroom i 0 die door de primaire wikkeling gaat, heeft twee componenten: actief i 0a en reactief i 0p. Met dit
Í = Í 0a + Í 0p
De reactieve component wordt de magnetiserende stroom genoemd, deze stroom creëert een magnetische flux in het magnetische circuit van de transformator. Het actieve onderdeel zorgt voor doorstroming naar de transformator elektrische stroomnodig om het verlies aan energie in het staal van het magnetische circuit te compenseren. Het is klein, dus de nullaststroom kan praktisch als gelijk aan de magnetiserende stroom worden beschouwd: I 0 ≈ I 0p. Bij het ontwerpen van transformatoren wordt gezocht naar de magnetische weerstand van het magnetische circuit, zodat de nullaststroom voor vermogenstransformatoren goed voor 3-4%, en de gemiddelde vermogenstransformatoren - 8-10% van de nominale stroom.
E. d. S, geïnduceerd in de primaire en secundaire wikkelingen, volgens de wet van elektromagnetische inductie zijn evenredig met de snelheid van verandering van de magnetische flux. Daarom zijn ze evenredig met de maximale waarde van de magnetische flux Fm en de frequentie van de verandering. In elke omwenteling van de primaire en secundaire wikkelingen wordt e geïnduceerd. d. s, waarvan de effectieve waarde E B = 4,44 fF t, waarbij 4,44 = 2√2 - constant.
Bijgevolg:
E 1 = 4,44 fω 1 F t; E 2 = 4,44 f ω 2 F t
Wanneer inactief e. d. a. E1 is bijna gelijk aan de voedingsspanning Ui, omdat de spanningsval in de primaire wikkeling gecreëerd door een kleine nullaststroom klein is. Als de spanning U 1 verandert, verandert e. d. a. Е 1, magnetische flux Ф т en inactieve stroom I 0. Afhankelijkheid e. d. a. E 1 van de nullaststroom wordt genoemd stationair karakteristiek (afb. 221, a). Bij lage spanningen U 1 en e. d. a. E 1 de magnetische flux van de transformator is klein en om deze te maken is een kleine nullaststroom vereist. In dit geval is het magnetische systeem van de transformator niet verzadigd en neemt de stroom I 0 evenredig met U1 toe (evenals de excitatiestroom in de generator gelijkstroom). Met een verdere toename van de spanning Ul, wordt het magnetische circuit van de transformator verzadigd en begint de stroom I 0 sneller te groeien dan e. d. a. E 1. Een aanzienlijke toename van de spanning Ul boven de nominale waarde is onaanvaardbaar, omdat dit de nullaststroom dramatisch verhoogt.
LaadmodusBij het verbinden van de belasting Z H met de secundaire wikkeling van de transformator (Fig. 222), begint het de belasting enige kracht te geven. Dienovereenkomstig neemt het vermogen dat wordt ontvangen door de primaire wikkeling van het lichtnet toe. Dientengevolge neemt, met toenemende stroom i2 in de secundaire winding, ook de stroom il in de primaire wikkeling toe.
De magnetische flux van de transformator wordt bepaald door de waarde van de voedingsspanning Ul en is praktisch onafhankelijk van de belasting. Daarom is de resulterende ppm, gemaakt wanneer de belasting is
Fig. 221. Kenmerken van stroom- en gelijkrichtertransformatoren: a - stationair; b- extern (φ2\u003e 0 - actief-inductieve belasting, (φ 2<0- активно-емкостная)
kami i 1 en i 2, moeten hetzelfde blijven als wanneer ze inactief zijn:
F 1 + F 2 = F0
F 1 = I 1 ω
1 - m. D. primaire wikkeling onder belasting;
F 2 = I 2 ω
2 th. d. a. secundaire wikkeling onder belasting;
F 0 = I 0 ω
0 m d. a. primaire wikkeling bij inactiviteit.
Vergelijking (78) wordt genoemd evenwichtsvergelijking van transformator magnetomotorische krachten.Als je beide delen in deelt
ω
1, krijgen we: Í 1 = Í 0 - Í 2 ω
2 / ω
1, waaruit volgt dat de aanwezigheid van een stroom I2 in de secundaire wikkeling van de transformator automatisch een toename in de stroom Ii in de primaire wikkeling veroorzaakt. Gewoonlijk is de stroom I0 in hoge en middelmatige vermogenstransformatoren een paar procent van de nominale waarde van de stroom I 0. Daarom kunnen we bij belastingen dicht bij de nominale waarde aannemen dat Í 1 ≈ 2 ω
2 / ω
1
De stromen i 1 en i 2, die door de wikkelingen van de transformator gaan, veroorzaken spanningsdalingen in hen - actief en reactief (inductief). Actieve spanningsvallen resulteren uit de passage van stromen ii en i2 door de actieve weerstanden Rl en R2 van de wikkelingen. Reactieve spanningsvallen worden veroorzaakt door de werking van strooifluxen Ф? 1 en Ф? 2, gemaakt door stromen i 1 en i 2. In tegenstelling tot de hoofdstroom Φ, die langs de kern sluit en gelijktijdig met beide windingen wordt gekoppeld, gaan de stromen Φ? 1 en Φ? 2 elk in elkaar over met alleen hun eigen winding en induceren e. d. a. zelfinductie e L1 en e L2. Deze uh. d: s, zoals getoond in § 51, creëren inductieve weerstanden X1 en X2 van de windingen waarin spanningsverlagingen optreden tijdens de passage van stromen ii en i2.
Om de verandering in de secundaire spanning van de transformator te bepalen wanneer de spanning van de spanning U2 gewoonlijk leidt tot de primaire spanning, vermenigvuldigt deze met de transformatieverhouding, d.w.z. U'2 = U '2 n. Evenzo leidt de stroom I2 tot de primaire wikkeling, vermenigvuldigend met 1 / n, d.w.z. I'2 = I '2 / n. De waarden van U '2 en I' 2 worden gereduceerde secundaire spanning en secundaire stroom genoemd.
De verandering in de secundaire spanning kan worden bepaald door de externe karakteristiek van de transformator (zie figuur 221, b), wat een grafische afhankelijkheid is van de verminderde secundaire spanning U'2 op de gereduceerde secundaire stroom I '2. In rusttoestand zal de gereduceerde secundaire spanning U '2 zijn
primaire U 1, met de belasting als gevolg van spanningsdalingen in de weerstand R 1, R2, X 1 en X 2 van de primaire en secundaire wikkelingen, is deze minder dan U1. Bij middelmatige en hoogvermogenstransformatoren is de reactieve spanningsafname meestal enkele malen hoger dan de actieve. Daarom veroorzaakt de actief-inductieve belasting een grotere spanningsverandering dan de actieve (de spanningsverandering neemt toe met afnemende cos? 2 in het belastingscircuit). Bij laagvermogenstransformatoren daarentegen is de actieve spanningsval meestal reactiever en neemt de spanningsverandering af met toenemende cosφ 2.
Doorgaans wordt de verandering in spanning? U bij belasting van de transformator bepaald aan de nominale waarde van de primaire spanning U 1 NOM en uitgedrukt als een percentage:
Δu% = [(U 1NOM - U 2 n) / U 1NOM] 100
De waarde van? U% wordt soms het relatieve spanningsverlies in een transformator genoemd. In vermogens- en gelijkrichtertransformatoren is de spanningsverandering bij nominale stroom meestal 2-6% (afhankelijk van cos? 2).
KortsluitingVermeld in het paspoort van de transformator geen spanningsverandering, wat verschilt voor verschillende cos φ2, maar de resulterende spanningsval in zijn wikkelingen bij de nominale belastingsstroom. Deze spanningsval wordt een kortsluitspanning genoemd en kan empirisch worden bepaald door een transformator te voorzien van een UK low voltage short-circuited secondary winding (short-circuit experience). In dit geval zal de spanning UK gelijk zijn aan de spanning U1 waarbij de nominale stromen door de wikkelingen van de kortgesloten transformator stromen.
Kortsluiting spanning is een zeer belangrijke operationele indicator, deze wordt uitgedrukt als een percentage van U 1NOM:
u k% = (U k / U 1NOM) 100
Voor middelgrote stroomtransformatoren u k% = 5-7%, voor hoogvermogenstransformatoren 6-12%.
Als er een kortsluiting optreedt tijdens de werking van een transformator bij een nominale spanning, dan treden in beide windingen grote stromen op, die de nominale waarde met 10-20 keer overschrijden, de temperatuur van de windingen toeneemt en grote elektromagnetische krachten daarop inwerken. Een dergelijke schakeling is noodgeval en vereist speciale bescherming, die de transformator binnen fracties van een seconde moet uitschakelen. De steady-state stroom van kortsluiting van de transformator in het algemeen
I k = I nom (100 / u k%)
waar ik nom - de nominale stroom van de primaire wikkeling.
Om kortsluitstromen te beperken, presteren vermogenstransformatoren met verhoogde waarden van u tot%, d.w.z. met verhoogde inwendige inductieve weerstand van de wikkelingen.
Kenmerken van lastransformatoren.In sommige gevallen is het wenselijk dat de transformator een sterk dompelend extern kenmerk had (Fig. 223). Zo'n kenmerk moet bijvoorbeeld lastransformatoren hebben, omdat deze een constante verbranding van de vlamboog geven. Bovendien, tijdens elektrisch lassen, is de kortsluitmodus de normale bedrijfsmodus, zelfs met een sterk dalende karakteristiek van de stroom I cs? Ik nummer
Om een sterk dalende karakteristiek in serie met de secundaire wikkeling van een transformator te verkrijgen, wordt een reactor met een hoge inductieve weerstand ingeschakeld (figuur 224, a). In sommige uitvoeringen van lastransformatoren wordt de magnetische kern van de extra reactor gecombineerd met de magnetische kern van de transformator (afb. 224, b). De stroom I2 van de elektrische boog wordt op twee manieren in dergelijke transformatoren geregeld: stapsgewijs - door het aantal omwentelingen van de secundaire wikkeling soepel te wijzigen - door de luchtspleet d te wijzigen. D. Wanneer de luchtspleet verandert, verandert de inductantie van de reactor en dus de helling van het externe kenmerk van de transformator.
Fig. 224. Schematische diagrammen van lastransformatoren: a - met externe inductantie (reactor), b - met een common-core reactor; 1 - transformator; 2 - reactor
Een kortsluitspanning is een interne spanningsval in een transformator wanneer deze is geladen met een nominale stroom, d.w.z. deze waarde verlaagt de nullastspanning aan de ingang bij nominale belasting. Het wordt berekend als een percentage van U n met de formule,%
U KZ% == 5 % (50)
waarin U ks% , U kZ (a)% , U kz (p)% - kortsluiting en zijn actieve en reactieve componenten,%.
De actieve component van de spanning k.z. U CC (a)% wordt bepaald uit de uitdrukking,%
U kZ (a)%
=
=1,22
% (51)
Reactieve component van spanning k.z. U CC (p)% wordt bepaald uit de uitdrukking,%
U kz (p)% ==4,86 % (52)
waarbij S 1c de kracht van de transformator op één staaf is, kVA;
en p - gereduceerd verstrooiingskanaal, wordt gevonden door de formule, m
en r =0,0534 m (53)
k p - de Rogowski correctiefactor, wordt gevonden uit de uitdrukking
naar r =1- +0,35 2 =1-0,03+0,35 0,03 2 =0,97 (54)
waarin is:
=0,022 m (55)
waarin l - de gemiddelde hoogte van de windingen LV en HV, m, is gelijk aan l nn + l ext / 2 = 1.528 m
De resulterende waarde van U CCS% wordt vergeleken met de gegevens gegeven de tabel. 4. In geval van een onbevredigend resultaat, moeten de waarden die zijn opgenomen in de formules (53), (54) binnen acceptabele limieten worden gewijzigd. Mogelijke herberekening van de constructieve afmetingen van de windingen.
Conclusie: de spanning van de kortsluiting van de transformator overschrijdt U CC (GOST) niet, dit betekent dat de berekening correct is uitgevoerd.
De volledige thermische berekening van transformatorwikkelingen is gecompliceerd, daarom wordt bij reparatie alleen het vermogen van het oppervlak van deze wikkelingen om de vereiste hoeveelheid warmte aan transformatorolie over te dragen zonder deze boven de vastgestelde snelheid te verwarmen, gecontroleerd.
Dit wordt gedaan door de specifieke warmteoverdracht van de wikkelingen te vergelijken, waarmee wordt bedoeld het aantal W van verliezen P (nn) (n) per m 2 van het oppervlak van deze wikkelingen met de aanbevolen waarden.
De specifieke warmteoverdracht van de wikkelingen wordt bepaald uit de uitdrukking voor LV en HV, W / m 2
ext =
479,84
W / m 2 (56)
nn =
11288,98
W / m 2
waarin P op (nn) P op (nn) - het koeloppervlak van de wikkelingen, respectievelijk, voor laagspanning en hoogspanning, berekend door de uitdrukkingen, m 2
P over (extra) = m 2 naar zack D cf. (app) l ext =3 2 0,8 3,14 0,393 1476,77=8755,2 m 2 (57)
P op (nn) = m 2 naar zack D wo (nn) l nn =3 2 0,8 3,14 0,26 789,48=3095,55 m 2
waarin naar zack - sluitfactor, rekening houdend met de vermindering van het koeloppervlak van de wikkelingen door de installatie van wiggen, naar zak = 0.8.
Na ontvangst van onbevredigende resultaten is het noodzakelijk, zoals reeds vermeld, om het aantal oliekoelingkanalen te vergroten of de waarden van stroomdichtheden te verminderen, terwijl een passende aanpassing van de grootten van de laagspanningswikkelingen en hoogspanningswikkelingen wordt gemaakt.
Conclusie: de specifieke warmteoverdracht van de laagspanningswikkelingen en laagspanningswikkelingen overschrijdt de aanbevolen waarden niet, wat betekent dat het vermogen van het oppervlak van deze wikkelingen om de vereiste hoeveelheid warmte in de transformatorolie af te voeren, zonder ze te verwarmen, verzekerd is.
15. literatuur
Voronov O.N., Serdeshnov A.P. Verbetering van de kwaliteit van de spanning in elektrische netwerken van 0,38 kV. - Elektrische stations, 1991, №2.
Tikhomirov P.M. Berekening van transformatoren. - M.: Energoatomizdat, 1986, p. 586.
Kasatkin A.S., Nemtsov M.V. Elektrotechniek. - M.: Energoatomizdat, 1983.
Richtlijnen voor de implementatie van cursus- en controlewerk "Berekening van een driefasige transformator in aanwezigheid van een magnetisch circuit met behulp van de computer" Iskra-226 "/ Serdeshnov AP, Shevchik N.Е. - Minsk: Rotaprint BIMSH, 1987, p. 42.
De kortsluitspanning van een twee-wikkelingstransformator is de spanning gereduceerd tot de ontwerptemperatuur, die op de nominale frequentie aan de klemmen van één wikkeling moet worden toegevoerd met de andere wikkeling kortgesloten, zodat de nominale stromen in beide wikkelingen worden vastgesteld. In dit geval moet de schakelaar zich in de positie bevinden die overeenkomt met de nominale spanning.
De kortsluitspanning bepaalt de spanningsval in de transformator, zijn externe karakteristiek en kortsluitstroom. Er wordt ook rekening mee gehouden bij het selecteren van een transformator voor parallel bedrijf.
In een driewindingstransformator wordt de kortsluitspanning op dezelfde manier bepaald voor elk paar wikkelingen met de derde wikkeling open. Daarom heeft een driewindingstransformator drie verschillende kortsluitspanningen. Voor alle transformatoren worden de kortsluitspanning en de componenten meestal uitgedrukt als een percentage van de nominale spanning en de actieve component wordt bepaald voor de gemiddelde bedrijfstemperatuur van de wikkelingen van 75 ° C voor alle olie- en droge transformatoren met isolatieklassen van hittebestendigheid A, E, B. Voor transformatoren met isolatieklassen F , H, C, ontwerptemperatuur 115 ° С. De actieve component van de kortsluitspanning, V, kan worden geschreven als: U a = rk I nom, waarbij rk de kortsluitingsweerstand van een transformator is, gereduceerd tot een van zijn windingen, rekening houdend met extra verliezen, in wikkelingen, verliezen in kranen en metalen structuren ; I Dhr. Nominale wikkelstroom, tot het aantal windingen waarvan de weerstand rk = r 1 + r 2 is gegeven.
Uitdrukken van de actieve component als een percentage van de nominale spanning, krijgen we
Door de teller en de noemer te vermenigvuldigen met het aantal fasen m en de nominale fasestroom Inom verkrijgen we de formule die geldig is voor transformatoren met een willekeurig aantal fasen:
waar P tot - verlies van kortsluiting van de transformator, W; S is het nominale vermogen van de transformator, kV · A. Voor een transformator met drie wikkelingen is S het hoogste vermogen van de drie wikkelingen (100%); voor autotransformator S = S type - typisch vermogen, als u de berekende waarde u a, p en S = S prox - pass power wilt krijgen, als u de netwerkwaarde u a wilt hebben, с.
De reactieve component van de kortsluitspanning, V, kan worden geschreven als: U p = x tot I nom, waarbij xk = x 1 + x 2 de kortsluitreactantie van de transformator is, gereduceerd tot een van zijn wikkelingen. Door de reactieve component van de spanning in procent uit te drukken, krijgen we
(7.29)
Uit de algemene theorie van transformatoren is bekend dat de reactantie van een transformator voor het eenvoudigste geval van de relatieve positie van de concentrische wikkelingen in Fig. 7.5 met gelijke hoogte van de windingen en een gelijkmatige verdeling van windingen langs hun hoogte kan worden weergegeven als (7.30). Deze uitdrukking houdt rekening met het longitudinale (axiale) strooiveld van de wikkelingen, ervan uitgaande dat alle inductielijnen binnen de wikkelhoogte recht zijn, evenwijdig aan de wikkelas, gecorrigeerd voor de afwijking van de inductielijnen vanuit deze richting nabij de wikkelingsuiteinden, in aanmerking genomen door de coëfficiënt k p:
(7.30)
Fig. 7.5. Het gebied van verstrooiing van twee concentrische wikkelingen.
Vervanging van xk in (7.29) en vervanging van Un door u in ω in deze uitdrukking, krijgen we
(7.31)
De verhouding πd 12 / l = β is een van de hoofdverhoudingen die de verdeling van actieve materialen in een transformator bepalen. Introductie van deze aanduiding en vervanging in de teller van de uitdrukking (7.31) en het aantal windingen ω = U n / u in, krijgen we
(7.32)
De breedte van het gereduceerde verstrooiingskanaal a p, m, b (7.30) - (7.32) in gevallen waarbij de radiale afmetingen van de windingen a 1 en a 2 gelijk of enigszins verschillend zijn van elkaar (in transformatoren met vermogen S<10000 кВ·А), может быть принята равной
Bij het berekenen van transformatoren met een capaciteit van 10.000 kV · A moet rekening worden gehouden met de grootte-ongelijkheid a 1 en a 2 en moet ap worden bepaald aan de hand van de formule
waarbij d12 - de gemiddelde diameter van het kanaal tussen de windingen, m; D cp1 en D cp2 - gemiddelde wikkeldiameters, m
Gebruik bij het berekenen van de ir by (7.31) en (7.32), evenals voor alle verdere berekeningen, de werkelijke afmetingen van de berekende transformatorwikkelingen (a 1, a 2, a 12, d 12, l), in plaats van de geschatte waarden van β en a p, gevonden bij het bepalen van de basisafmetingen van de transformator. De gehele berekening van de kortsluitspanning wordt uitgevoerd voor één transformatorstang. Daarom moet bij het gebruik van formules voor het bepalen van u p bij het berekenen van zowel een driefasen- als een enkelfasige transformator, de stroom, spanning en stroom, evenals het aantal wikkelingen van één staaf voor de nominale modus in deze formules worden vervangen.
De coëfficiënt k p, die rekening houdt met de afwijking van het echte strooiveld van het ideale parallelle veld, veroorzaakt door de eindige waarde van de axiale afmeting van de wikkelingen l in vergelijking met hun radiale afmetingen (a12, ai, a2), in het geval van wikkelingen volgens Fig. 7.5 kan worden berekend aan de hand van de geschatte formule
(7.33)
of eenvoudiger
waarbij σ = (a 12 + a 1 + a 2) / (πl).
Gewoonlijk varieert k p met een concentrische opstelling van de wikkelingen en een uniforme opstelling van de spoelen langs hun hoogte van 0,93 tot 0,98. Een uniforme verdeling van de windingen op de hoogte van elke wikkeling met de gelijke hoogte van beide windingen is de meest rationele. In dit geval zijn de axiale krachten in de wikkelingen tijdens een noodkortsluiting van de transformator het kleinst. We hebben het over een uniforme verdeling van windingen waarin elektrische stroom vloeit. Bij afwezigheid van stroom in een deel van de kronkelende bochten zijn deze bochten afwezig in termen van de vorming van een magnetisch strooiveld.
Een ongelijkmatige verdeling van de spoelen belast met stroom in hoogte wordt bijvoorbeeld gedwongen wanneer geplaatst in het midden van de HV-wikkelhoogte met PBB-aanpassingsspoelen, uitgeschakeld wanneer wordt bijgesteld van niveau + 5 tot niveau -5% van de nominale spanning (figuur 7.6, a). Beperk zelden bewust de ongelijkheid van de hoogtes van de windingen in afb. 7.6, 6 of c. Bij transformators met een on-load aftakking, worden de windingen van elke regelingsfase gewoonlijk over de hele hoogte van de wikkeling geplaatst (zie Fig. 6.9).
Het echte strooiveld van de windingen voor het geval dat een deel van de windingen van een van de windingen in fig. 7.6, en kan in een vereenvoudigde vorm zijn, voorgesteld als de som van twee velden: een longitudinaal veld gecreëerd door het totale aantal windingen van de wikkelingen met een stroom en een dwarse veld veroorzaakt door de stroom van de spoelen ongecompenseerd vanwege het verschil in de hoogtes van de wikkelingen.
Fig. 7.6. Verschillende gevallen van de relatieve positie van de wikkelingen
transformator.
Getoond in Fig. 7.7 De verdeling van de inductie van het transversale strooiveld is een schatting. Er wordt geen rekening gehouden met de dwarse component nabij de uiteinden van de wikkeling en de wederzijdse invloed van verschillende delen van de wikkeling en hun spiegelbeelden in het ferromagnetische oppervlak van de staaf.
Fig. 7.7. Ontbinding van de echte bocht met het uitschakelen van beurten
het midden van de hoogte van de twee dummywikkelingen.
Het gebruik van dit geschatte veldpatroon voor het corrigeren van de berekening van omhoog is mogelijk omdat de correctie zelf voor concentrische wikkelingen niet meer is dan 3-5% ir.
Een analyse van deze en andere gevallen van de relatieve positie van de windingen toont aan dat de reactantie van de windingen in deze specifieke gevallen van de verdeling van windingen in hoogte ongeveer kan worden bepaald door de formule
waarbij x "wordt gevonden door (7.30) zonder rekening te houden met de ongelijke verdeling van de spoelen in hoogte; k q is een coëfficiënt die ongeveer wordt bepaald door de formule
(7.35)
hier x = l x / l (l x en l - volgens Fig. 7.6).
In overeenstemming met GOST geldt voor alle transformatoren met een on-load aftakklemmen met een capaciteit van 1000 kV · A en hoger, dat de kortsluitspanningswaarden niet alleen voor het gemiddelde, maar ook voor de twee uiterste stappen van het spanningsregelbereik moeten worden berekend.
Voor transformators met spanningsregeling in het bereik van maximaal 10% ter plaatse van de aanpassingsspoelen volgens Fig. 7.6, of in de waarden van k q liggen meestal in het bereik van 1.01 tot 1.06.
Evenzo wordt x k bepaald in deze gevallen en de reactieve component van de kortsluitspanning
waar u p wordt gevonden door (7.31) of (7.32).
Na het bepalen van de actieve en reactieve componenten van de kortsluiting spanning van de transformator kan worden gevonden door de formule
De berekening van de kortsluitspanning voor een transformator met drie wikkelingen gebeurt op dezelfde manier als voor een transformator met twee wikkelingen. In dit geval worden u, u p en u k bepaald voor alle mogelijke combinaties van de drie wikkelingen, namelijk HH - CH, HH - HH en CH - HH. Bij het bepalen van u p voor interne III in Fig. 7.4 en de buitenste I wikkelingen in ar als de isolatiespleet tussen de buitenste en middelste wikkelingen een 13 omvatten: breedte een 12 kanalen tussen de buitenste en middelste wikkelingen, breedte een 2 middelste wikkelingen en breedte een 23 kanalen tussen de middelste en interne wikkelingen. In dit geval
en voor transformatoren met een capaciteit van 10.000 kV · A en meer
waarbij d13 = D cp3 + a 3 + a 3 + a 2 + a 12 - volgens Fig. 7.4.
De definitie van een p voor combinaties van wikkelingen I - II en II - III wordt uitgevoerd als voor een tweewindingstransformator. In alle gevallen, zelfs als een of twee wikkelingen zijn ontworpen voor een vermogen van 67% van een gegeven transformatorvermogen, moet het vermogen S "gedefinieerd voor het winden van de staaf met het grootste vermogen (100%) worden vervangen door (7.32) .Alle radiale afmetingen en diameters worden gemeten in meters .
Bij het berekenen van een twee-wikkeling autotransformator, worden de berekende waarden u a u u en uk ook bepaald, zoals voor een twee-wikkelingstransformator, door de werkelijke afmetingen van de wikkelingen en het typische vermogen van de autotransformator. Dezelfde parameters met betrekking tot het netwerk worden bepaald door de berekende waarden door ze te vermenigvuldigen met de winstcoëfficiënt (zie § 3.2), bijvoorbeeld
De berekening van de kortsluitspanning en zijn componenten voor een autotransformator met een derde wikkeling met een transformatorverbinding met de eerste en tweede wikkelingen wordt op dezelfde manier uitgevoerd als voor een driewikkelingstransformator, rekening houdend met de kenmerken van de berekening van spaartransformatoren voor wikkelingen met een autotransformatorverbinding.
De kortsluitspanning moet samenvallen met u k, gereguleerd door GOST of gespecificeerd in de technische specificaties (taak) voor het ontwerp van de transformator. Volgens GOST 11677-85 mag de kortsluitspanning van de voltooide transformator op het hoofdvertakking niet meer dan ± 10% afwijken van de garantiewaarde. Bij de fabricage van een transformator vanwege mogelijke variaties in de grootte van de wikkelingen (met name in de maten a 1, a 2 en 12) die binnen normale productietoleranties liggen, kan u tot de voltooide transformator met ± 5% afwijken van de berekende waarde. Om ervoor te zorgen dat de afwijking van de voltooide transformator niet verder gaat dan de toegestane limiet (± 10% van de garantiewaarde), wordt het aanbevolen om bij het berekenen van de transformator afwijkingen in de berekende kortsluitingswaarden van meer dan ± 5% van de garantiewaarde te vermijden.
In gevallen waarbij de verkregen waarde van u K meer dan ± 5% van het doelwit (garantie) afwijkt, kan de verandering in de juiste richting worden bereikt door de reactieve component u p te wijzigen. Kleine veranderingen kunnen worden verkregen door de axiale afmeting van de wikkeling l te vergroten of verkleinen met een overeenkomstige afname of toename van de radiale afmetingen van de wikkelingen a 1 en a 2. Een meer drastische verandering in ir wordt bereikt door de spanning van één omwenteling u in te veranderen als gevolg van een toename of afname van de diameter van de staaf van het magnetische systeem d of inductie B c erin. Voor het veranderen van de isolatieafstand wordt een 12 voor dit doel niet aanbevolen.
Pagina 5 van 68
Het verstrooiingsveld, zoals eerder vermeld, speelt een uitzonderlijke rol in de transformator: het verhoogt de extra verliezen in de wikkelingen en structurele elementen, d.w.z. vermindert het nettovermogen en de efficiëntie van de transformator; vermindert de spanning op zijn secundaire wikkelingen en verhoogt het verbruik van blindvermogen, en beschermt ook de transformator tijdens een kortsluiting, vermindert de elektrodynamische krachten, beperkt de stromen en de verwarming van de wikkelingen.
Gezien de rol van het verdwaalde veld, is het belangrijk om het correct te meten en te evalueren. Het is moeilijk om het verdwaalde veld direct te meten: de contouren waarlangs de verdwaalde magneetvelden zich sluiten, zijn te divers. Daarom wordt het geëvalueerd door het effect dat het heeft op de spanning en de stroom in de wikkelingen tijdens een kortsluiting van een transformator.
De netspanning die moet worden toegevoerd aan een van de wikkelingen met de andere kortgesloten om de nominale stromen in de wikkelingen vast te stellen, wordt de kortsluitspanning van de transformator genoemd, aangegeven met IR en uitgedrukt als een percentage van nominaal:
Waar U1 de nominale primaire spanning is, is V, Verenigd Koninkrijk de kortsluitspanning, V.
Er is een directe relatie tussen het strooiveld en de kortsluitspanning, dus de kortsluitspanning wordt gebruikt om het strooiveld en het effect ervan op de werking van de transformator te evalueren.
Als u de spanning van de IR kent, kunt u de kortsluitstroom in de wikkeling bepalen. De huidige Ik1 is zo vaak groter dan de nominale stroom I1, hoeveel keer de primaire spanning Ux groter is dan in het Verenigd Koninkrijk. Als de spanning IR bijvoorbeeld 5% is, is de stroom / k. 100: 5 = 20 keer de nominale stroom 1x.
Bij een spanning gelijk aan IR, is de intensiteit van het magnetische veld in het magnetische systeem klein, zodat de magnetiserende stroom en magnetische verliezen tijdens een kortsluiting kunnen worden beschouwd als verdwijnend klein in vergelijking met de nominale stromen en de verliezen die zij veroorzaken. Verliezen tijdens kortsluitingen rk komen overeen met de belastingsverliezen van de transformator in de nominale modus, daarom worden de totale verliezen van de transformator gedefinieerd als de som van de nullastverliezen en kortsluitingen: Rg = P0 + Pk-
Zoals eerder vermeld, creëren de stromen in de wikkelingen niet alleen verliezen, maar ook inductieve en actieve spanningsdalingen in elektrische weerstand. Er is een verband tussen kortsluitspanning en spanningsdalingen:
, (Sí is het nominale vermogen van de transformator, kV-A; rk is het verlies van kortsluiting, kW).
Het blijkt dat de kortsluitspanning een andere belangrijke parameter kenmerkt - de verandering in de 13h-spanning van de secundaire wikkeling die de consumenten voedt. De verandering in spanning van een paar transformatorwikkelingen wordt het rekenkundige spanningsverschil genoemd over de klemmen van de secundaire wikkeling tijdens stationair draaien en de belasting met de nominale stroom (de primaire wikkelspanning moet nominaal zijn) en wordt bepaald door de formule
Gezien de belangrijke rol van het strooiveld in een transformator, kan de kortsluitspanning niet willekeurig zijn; het kan soms groot zijn (bijvoorbeeld bij een consument met frequente kortsluiting) of relatief klein (bijvoorbeeld in transformatoren met een stille modus). Transformatoren kunnen echter niet voor elke individuele consument worden vervaardigd, omdat deze duur en technisch onpraktisch zijn. Bovendien werken transformatoren in bedrijf vaak in parallelle groepen of worden ze naar andere plaatsen overgebracht om met andere transformatoren te werken, en de belangrijkste voorwaarde die de mogelijkheid van parallelle aansluiting van transformatoren bepaalt, is de gelijkheid van kortsluitspanningen.
In transformatoren voor algemeen gebruik is de kortsluitspanning gestandaardiseerd afhankelijk van de stroom- en spanningsklasse. Dus voor transformators met een capaciteit van 25-630 kV-A met een hoge spanning van 6 of 10 kV, is de spanning van een kortsluiting. is 4.5-4.7%, met een VN 35 kV-6.5-6.8%, een capaciteit van 6300 kV-A met een VN 35 kV-7.5%, een capaciteit van 80.000 kV-A - 0.5% en ga zo maar door
Sommige speciale transformatoren die werken in modi met frequente kortsluitingen, moeten echter de standaard nog hogere kortsluitspanningen hebben - tot 12 en zelfs 17%.
Bij de vervaardiging van transformatoren mogelijke toleranties in de afmetingen aangegeven in de montagetekeningen. Bijvoorbeeld, toleranties op de diameters en hoogtes van de wikkelingen, de afstand tussen de wikkelingen, die direct de kortsluitspanning beïnvloeden, zijn noodzakelijkerwijs ingeperkt. In de aanwezigheid van maattoleranties is het zeer moeilijk en soms onmogelijk om de exacte waarde van de kortsluitspanning die in de norm is gespecificeerd te verkrijgen, daarom stellen de GOST's limietafwijkingen voor deze spanningen; ze kunnen met niet meer dan ± 10% afwijken van de specificaties in GOST.
