Режим короткого замыкания трансформатора; Школа для электриков: Электротехника и электроника

При токе I1, = I1ном получаются номинальные потери мощности на нагрев обмоток Pnk.ном, которые называются электрическими потерями или потерями короткого замыкания.

Режим короткого замыкания трансформатора

Режим короткого замыкания трансформатораСостояние короткого замыкания трансформатора возникает, когда вторичные зажимы замыкаются проводником с нулевым сопротивлением (ZH = 0). Короткое замыкание трансформатора в рабочих условиях создает аварийную ситуацию, так как вторичный ток, а значит и первичный ток, увеличивается в несколько десятков раз по сравнению с номинальным током. По этой причине трансформаторные цепи оснащены защитами, которые автоматически отключают трансформатор в случае короткого замыкания.

Трансформатор может быть короткозамкнутым в лабораторных условиях путем замыкания зажимов вторичной обмотки и подачи на первичную обмотку напряжения Uk так, чтобы ток первичной обмотки не превышал номинального значения (Ik

где U1nom – номинальное первичное напряжение.

Напряжение короткого замыкания зависит от высшего напряжения обмотки трансформатора. Так, например, для высокого напряжения 6-10 кВ uK = 5,5%, для 35 кВ uK = 6,5÷7,5%, для 110 кВ uK = 10,5% и т.д. Как видно, напряжение короткого замыкания трансформатора увеличивается по мере увеличения высокого номинального напряжения.

При Uk 5-10% от номинального первичного напряжения ток намагничивания (ток холостого хода) уменьшается в 10-20 раз или даже более значительно. Поэтому в режиме короткого замыкания считается, что

Основной магнитный поток Ф также уменьшается в 10-20 раз, а потоки рассеяния обмотки становятся соизмеримыми с основным потоком.

Поскольку при коротком замыкании вторичной обмотки трансформатора напряжение на его зажимах U2 = 0, уравнение э.д.с. трансформатора имеет вид

а уравнение напряжения для трансформатора записывается в виде

Это уравнение представлено схемой трансформатора, показанной на рис. 1.

Векторная диаграмма короткого замыкания трансформатора, соответствующая уравнению и схеме рис. 1, показана на рис. 2. Напряжение короткого замыкания имеет активную и реактивную составляющие. Угол φc между векторами этих напряжений и токов будет зависеть от соотношения между активным и реактивным индуктивным сопротивлением трансформатора.

Схема короткого замыкания трансформатора

Рис. 1 Схема трансформатора в состоянии короткого замыкания

Векторная диаграмма режима короткого замыкания трансформатора

Рис. 2. Векторная диаграмма короткозамкнутого трансформатора

Для трансформаторов с номинальной мощностью 5-50 кВА, XK/RK = 1 ÷ 2; с номинальной мощностью 6300 кВА и более, XK/RK = 10 и более. Поэтому предполагается, что трансформаторы большой мощности имеют UK = Ucr и импеданс ZK = Xk.

Эксперименты с коротким замыканием.

Это испытание, как и испытание холостого хода, проводится для определения параметров трансформатора. Создается цепь (рис. 3), в которой вторичная обмотка замыкается металлической перемычкой или проводом с сопротивлением, близким к нулю. К первичной обмотке должно быть приложено напряжение питания Uк, при котором ток в ней равен номинальному значению I1ном.

Экспериментальная схема короткого замыкания трансформатора

Рис. 3 Схема эксперимента по короткому замыканию с трансформатором

На основании данных измерений можно определить следующие параметры трансформатора

Напряжение короткого замыкания

где UK – напряжение, измеренное вольтметром при I1, = I1ном. В режиме короткого замыкания UK очень мал, поэтому потери холостого хода в сотни раз меньше, чем при номинальном напряжении. Поэтому можно предположить, что Ppo = 0, и что мощность, измеренная ваттметром, является потерей мощности Pnc, возникающей из-за активного сопротивления обмоток трансформатора.

Режим короткого замыкания трансформатораПри токе I1, = I1ном получаем номинальную потерю мощности на нагрев обмоток Pnk.ном, которая называется электрическими потерями или потерями короткого замыкания.

Из уравнения напряжения для трансформатора и эквивалентной схемы (см. рис. 1) получаем

Где ZK – импеданс трансформатора.

Измерив Uk и I1, мы можем рассчитать импеданс трансформатора

Потеря мощности при коротком замыкании может быть выражена формулой

поэтому активное сопротивление обмоток трансформатора

считывается с ваттметра и амперметра. Зная Zk и RK, мы можем рассчитать индуктивное сопротивление обмоток:

Зная Zk, RK и Xk трансформатора, можно получить основной треугольник напряжения короткого замыкания (треугольник OAB на рис. 2) и определить активную и индуктивную составляющие напряжения короткого замыкания:

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

Однофазные трансформаторы используются в тех случаях, когда трехфазные трансформаторы необходимой мощности невозможно изготовить или трудно транспортировать. Наибольшая мощность группы однофазных трансформаторов 500 кВ составляет 3×533 МВА, 750 кВ – 3×417 МВА, 1150 кВ – 3×667 МВА.

Типы трансформаторов и их параметры

Силовые трансформаторы предназначены для преобразования электрической энергии переменного тока из одного напряжения в другое. Наиболее часто используются трехфазные трансформаторы, поскольку их потери на 12-15% ниже, а расход активных материалов и затрат на 20-25% меньше, чем у группы из трех однофазных трансформаторов той же общей мощности.

Максимальная единичная мощность трансформаторов ограничена весом, габаритами и условиями транспортировки.

Трехфазные трансформаторы на 220 кВ производятся до 1000 МВА, на 330 кВ – 1250 МВА, на 500 кВ – 1000 МВА.

Однофазные трансформаторы используются, если невозможно изготовить трехфазные трансформаторы необходимой мощности или их транспортировка затруднена. Наибольшая мощность группы однофазных трансформаторов 500 кВ составляет 3×533 МВА, 750 кВ – 3×417 МВА, 1150 кВ – 3×667 МВА.

Трансформаторы делятся на двухобмоточные и трехобмоточные в зависимости от количества обмоток с различным напряжением на фазу. Кроме того, обмотки одного напряжения, обычно самого низкого, могут состоять из двух или более параллельных ветвей, изолированных друг от друга и от заземленных частей. Такие трансформаторы называются трансформаторами с расщепленной обмоткой. Обмотки высокого, среднего и низкого напряжения обозначаются аббревиатурой HV, MV, LV.

Трансформаторы с расщепленной обмоткой НН позволяют подключить несколько генераторов к одному повышающему трансформатору. Такие консолидированные силовые блоки позволяют упростить проектирование распределительных устройств 330-500 кВ (распределительных щитов). Трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения широко используются в системах вспомогательного электроснабжения крупных тепловых электростанций с единичной мощностью 200-1200 МВт, а также на понижающих подстанциях для ограничения токов короткого замыкания.

Основными параметрами трансформаторов являются: номинальная мощность, напряжение, ток; напряжение короткого замыкания: ток холостого хода; потери холостого хода и короткого замыкания.

Номинальная мощность трансформатора составляет это полная мощность, указанная на заводской табличке, при которой трансформатор может быть непрерывно нагружен при номинальных условиях площадки и охлаждающей среды при номинальной частоте и напряжении.

Для трансформаторов общего назначения, устанавливаемых на открытом воздухе и имеющих естественное масляное охлаждение без обдува и с обдувом, за номинальные условия охлаждения принимается естественно изменяющаяся температура окружающего воздуха (для климатического исполнения У: среднесуточная не более 30°С, среднегодовая не более 20°С), а для трансформаторов с водомасляным охлаждением температура воды на входе в радиатор принимается не более 25°С (ГОСТ 11677-85).

Номинальная мощность двухобмоточного трансформатора – мощность каждой из обмоток.

Трехобмоточные трансформаторы могут быть выполнены с одинаковыми или разными силовыми обмотками. В последнем случае в качестве номинальной мощности принимается наибольшая номинальная мощность отдельных обмоток трансформатора.

Номинальная мощность автотрансформатора номинальная мощность каждой стороны трансформатора, которая подключена к другой стороне (“проходная” мощность).

Трансформаторы устанавливаются не только на открытом воздухе, но и в закрытых, неотапливаемых помещениях с естественной вентиляцией. В этом случае трансформаторы могут быть постоянно нагружены на номинальную мощность, но срок службы трансформатора несколько сокращается из-за ухудшения условий охлаждения.

Номинальные напряжения обмоток – напряжения первичной и вторичной обмоток в состоянии холостого хода трансформатора.

В случае трехфазного трансформатора это линейное напряжение (фаза-фаза). Для однофазного трансформатора, предназначенного для включения в трехфазную группу, соединенную звездой, – это

UДля однофазных двигателей увеличение тока в момент короткого замыкания можно игнорировать..

Когда трансформатор работает под нагрузкой и номинальное напряжение подается на первичные клеммы, вторичное напряжение ниже номинального на величину потери напряжения в трансформаторе. Коэффициент трансформации трансформатора n определяется отношением номинальных напряжений первичной и вторичной обмоток

Дуга, которая обычно сопровождает короткое замыкание, имеет сопротивление, которое не является постоянным, но его среднее значение очень мало, однако падение напряжения на дуге также мало, так что ток практически уменьшается примерно на 20%, что облегчает отключение выключателя без нарушения его работы или особого влияния на ток отключения..

В трехобмоточных трансформаторах коэффициент трансформации для каждой пары обмоток: ВН и НН; ВН и НН; ВН и НН.

Номинальные токи трансформатора Это указанные на заводской табличке токи в обмотках, при которых трансформатор может нормально работать в течение длительного времени.

Номинальный ток любой обмотки трансформатора основывается на номинальной мощности и напряжении трансформатора.

Напряжение короткого замыкания uк – это напряжение, которое при приложении к одной из обмоток трансформатора при коротком замыкании другой обмотки вызывает ток, равный номинальному току, протекающему через эту обмотку.

Напряжение короткого замыкания определяется падением напряжения на трансформаторе, которое характеризует полное сопротивление обмоток трансформатора.

В трехобмоточных трансформаторах и автотрансформаторах напряжение короткого замыкания определяется для любой пары обмоток, когда третья обмотка разомкнута. Поэтому в каталогах приводятся три значения напряжения короткого замыкания: uк LV-NV, uв ВН-КН, uв Л-НВ , u в Ч-НВ.

Поскольку индуктивное сопротивление обмоток значительно больше активного сопротивления (в малых трансформаторах в 2-3 раза, а в больших трансформаторах в 15-20 раз), uк в основном зависит от реактивного сопротивления, т.е. от взаимного расположения обмоток, ширины канала между обмотками и высоты обмоток.

Значение uк регулируется ГОСТом, в зависимости от напряжения и мощности трансформаторов. Чем выше напряжение и мощность трансформатора, тем выше напряжение короткого замыкания. Например, трансформатор мощностью 630 кВА на 10 кВ среднего напряжения имеет uк = 5,5 %, при высоком напряжении 35 кВ uк = 6,5%; трансформатор мощностью 80000 кВА при высоком напряжении 35 кВ имеет uк = 9 %, а высоковольтный трансформатор 110 кВ имеет uк = 10,5%.

Увеличение значения uкТоки короткого замыкания на вторичной стороне трансформатора могут быть уменьшены, но потребность в реактивной мощности и стоимость трансформаторов значительно возрастут. Если трансформатор 110 кВ мощностью 25 МВА спроектирован с uк = 20% вместо 10%, его расчетная стоимость увеличится на 15,7%, а реактивная мощность удвоится (с 2,5 до 5,0 Мвар).

Трехобмоточные трансформаторы могут поставляться в двух исполнениях для uк в зависимости от расположения обмотки.

Если обмотка NN находится внутри сердечника, обмотка WN снаружи, а обмотка CO между ними, то uв ВН-ВНи меньшее значение uв ВН-КН. В этом случае потери напряжения на низковольтных терминалах будут меньше, а ток короткого замыкания в низковольтной сети будет ограничен из-за увеличения значения uв ВН-ВН

Если обмотка MV находится внутри магнитопровода, обмотка WN – снаружи, а обмотка LV – между ними, то uв ВН-ЧНи меньшее значение uк ЛГ-ЛН.

Значение uк LH-HN остается одинаковым для обеих версий.

Ток холостого хода Iх описывает активные и реактивные потери в стали и зависит от магнитных свойств стали, конструкции и качества магнитной цепи и магнитной индукции. Ток холостого хода выражается в процентах от номинального тока трансформатора. В современных трансформаторах из холоднокатаной стали токи холостого хода имеют небольшие значения.

Потери холостого хода Pх и токи короткого замыкания Pк определить КПД трансформатора.

Потери холостого хода состоят из перемагничивания и вихревых токов в стали. Для их снижения используются низкоуглеродистые холоднокатаные стали марок 3405, 3406 и другие холоднокатаные стали с изоляционными жаропрочными покрытиями. В справочниках и каталогах приводятся значения Pх значения для уровней А и В. Уровень А относится к трансформаторам из электротехнической стали с удельными потерями не более 0,9 Вт/кг, уровень В – с удельными потерями не более 1,1 Вт/кг (при В = 1,5 Тесла, f = 50 Гц).

Потери короткого замыкания состоят из потерь в обмотках из-за токов нагрузки, протекающих по обмоткам, и дополнительных потерь в обмотках и конструкции трансформатора. Добавочные потери вызваны блуждающими магнитными полями, которые создают вихревые токи в крайних обмотках и конструкциях трансформатора (стенки бака, ярмо и т.д.). Для их уменьшения обмотки выполняются транспонированным многожильным проводом, а стенки бака экранируются магнитными шунтами.

В современных конструкциях трансформаторов потери значительно снижены. Например, в трансформаторе мощностью 250 000 кВА при U = 110 кВ
(Pх = 200 кВт, Pк = 790 кВт), работающие круглый год (Tmax = 6300 ч), потери электроэнергии составят 0,43% от электроэнергии, поставляемой трансформатором. Чем меньше мощность трансформатора, тем выше относительные потери в нем.

В сетях энергосистемы имеется большое количество трансформаторов малого и среднего размера, поэтому суммарные потери мощности всех трансформаторов в стране значительны, и очень важно улучшить конструкцию трансформатора для дальнейшего снижения Pх и Pк.

Силовые трансформаторы TM-SSHCH, TMH-SSHCH Electroshield-Samara

Напряжение короткого замыкания – это напряжение, которое должно быть приложено к одной из обмоток трансформатора, чтобы цепь проводила электричество. Остальные обмотки должны быть закорочены. Это значение можно найти в техническом паспорте самого устройства в процентах. По этому значению можно определить, может ли трансформатор работать параллельно.

Расчет тока короткого замыкания;

Этот ток представляет собой соединение фазных точек электрической системы друг с другом или с землей. В этом случае токи в их ветвях быстро возрастают, превышая номинальное значение.

Чтобы уменьшить последствия несчастных случаев, хорошо бы выбрать правильное оборудование. Но для этого необходимо также рассчитать силу тока. Как рассчитать ток короткого замыкания?

Во время таких явлений, как короткое замыкание, в электрической цепи возникают переходные процессы, которые напрямую связаны с индуктивностью цепи, препятствующей быстрому изменению тока. Поэтому ток короткого замыкания разделяется на такие компоненты, как:

  • периодический. Оно возникает изначально и остается постоянным до тех пор, пока электроустановка не будет отключена от защиты;
  • Апериодический. Он также возникает вначале, но сразу же уменьшается до нуля после завершения переходного процесса.

Расчет тока короткого замыкания основан на двух этапах:

  • Построение схемы заземления на основе известных параметров. Элементы цепи питания заменяются эквивалентными сопротивлениями;
  • Определение величины результирующего сопротивления до точек короткого замыкания.

Инженерный центр “ПрофЭнерго” располагает всем необходимым оборудованием для проведения высококачественных испытаний разъединителей, коротких замыканий и изоляторов, сплоченной командой специалистов и лицензиями на проведение всех необходимых испытаний и измерений. Выбирая электротехническую лабораторию “ПрофЭнергия”, вы выбираете надежную и качественную работу ваших приборов!

Если вы хотите заказать испытания разъединителей, коротких замыканий и изоляторов или у вас возникли вопросы, звоните нам: +7 (495) 181-50-34 .

Помимо напряжения короткого замыкания, существуют и другие не менее важные параметры трансформаторного оборудования. Например, их эффективность в значительной степени зависит от потерь холостого хода (Pх) и потери при коротком замыкании (Pк).

Лабораторный тест

В режиме короткого замыкания обмотка-2 замыкается токоведущим проводом, сопротивление которого стремится к нулю. Когда трансформатор находится в рабочем состоянии, короткое замыкание вызывает аварийное состояние, так как первичный и вторичный токи многократно превышают номинальные значения. По этой причине для такого оборудования предусмотрена специальная защита от самопроизвольного отключения.

В лабораториях короткие замыкания используются для испытания трансформаторов. Для этого на обмотку 1 подается напряжение UкОбмотка 2 короткозамкнута, напряжение не превышает номинальное. Обмотка 2 замыкается накоротко и создает напряжение, обозначаемое как uK, которое представляет собой напряжение короткого замыкания трансформатора, выраженное в % от Uк. В этом случае ток короткого замыкания равен номинальному току. В виде формулы это будет выглядеть следующим образом uK = (Uк x 100)/U1nomгде U1nom будет номинальное напряжение в первичной обмотке.

Напряжение повреждения напрямую связано с высоким напряжением обмоток трансформатора. Если оно находится в диапазоне от 6 до 10 кВ, то значение uK составит 5,5%, при 35 кВ 6,5 – 7,5%, при 110 кВ 10,5% и так далее. Специальная таблица поможет вам быстро найти значение.

Напряжение короткого замыкания трансформатора – Английский: Voltage of short circuit Напряжение короткого замыкания пары обмоток для двух обмоток и три значения напряжения короткого замыкания для трех пар обмоток: высокое и низкое напряжение, высокое и среднее напряжение, среднее и низкое напряжение для… … Строительный словарь

НАПРЯЖЕНИЕ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Напряжение, которое должно быть приложено к первичной обмотке трансформатора при условии, что вторичная обмотка короткозамкнута и в ней протекает номинальный ток. Ток короткого замыкания составляет 5 – 12 % от номинального напряжения трансформатора. Эта мощность используется для замещения потерь в обмотках трансформатора.

Большой энциклопедический политехнический словарь . 2004 .

Смотреть что такое “напряжение короткого замыкания” в других словарях:

Напряжение короткого замыкания – 2.20 Напряжение короткого замыкания Напряжение, которое должно быть приложено к первичной обмотке при комнатной температуре, чтобы нагрузить закороченную вторичную обмотку током, равным номинальному вторичному току. Напряжение короткого замыкания………

напряжение короткого замыкания – trumpojo jungimo įtampa statusas T sritis automika atitikmenys: angl. short circuit voltage vok. Kurzschlußspannung, f rus. напряжение короткого замыкания, n pranc. напряжение судебной цепи, f … Автоматический терминал žodynas

напряжение короткого замыкания трансформатора – напряжение короткого замыкания. Напряжение короткого замыкания пары обмоток для двухпроводной обмотки, и три значения напряжения короткого замыкания для трех пар обмоток: высокое и низкое, высокое и среднее, среднее и низкое напряжение для трехпроводной обмотки…. … руководство технического переводчика

Напряжение короткого замыкания трансформатора малой мощности – Первичное напряжение трансформатора при коротком замыкании всех вторичных обмоток [ГОСТ 20938 75] Классификация трансформаторов >>> Синонимы Напряжение короткого замыкания … … … руководство технического переводчика

напряжение короткого замыкания пары обмоток трансформатора – напряжение короткого замыкания. Напряжение сети, связанное с расчетной температурой, которое должно быть приложено при номинальной частоте к сетевым зажимам одной из обмоток пары так, чтобы в этой обмотке был ток, соответствующий меньшему из номинальных напряжений.

напряжение короткого замыкания (трансформатора) – [В.А.Семенов. Англо-русский словарь по релейной защите] Темы релейная защита EN импеданс напряжения (трансформатор) … Руководство технического переводчика

Напряжение короткого замыкания трансформатора – 9.1.5 Напряжение короткого замыкания трансформатора Напряжение короткого замыкания. Напряжение короткого замыкания пары обмоток двухобмоточного трансформатора и три напряжения короткого замыкания для трех пар обмоток: высокое и низкое, высокое и среднее,… … … Глоссарий терминов для стандартов и технической документации

Напряжение короткого замыкания маломощного трансформатора 95. – 95. напряжение короткого замыкания маломощного трансформатора D. напряжение короткого замыкания Kurzschlusspannung des Kleintransformators E. Напряжение короткого замыкания трансформатора малой мощности F. Tension de court circuit du transformateur de… … Глоссарий терминов для нормативно-технической документации

Напряжение короткого замыкания трансформатора – Английский: Voltage of short circuit Напряжение короткого замыкания пары обмоток для двухобмоточного трансформатора, а также три значения напряжения короткого замыкания для трех пар обмоток: высокое и низкое, высокое и среднее, среднее и низкое напряжение для… … Строительный словарь

Напряжение короткого замыкания пары обмоток трансформатора – 9.1.4 Напряжение короткого замыкания пары обмоток трансформатора Напряжение короткого замыкания пары обмоток трансформатора Напряжение сети, связанное с расчетной температурой, которое должно быть приложено при номинальной частоте к зажимам сети одной из обмоток пары для того, чтобы это напряжение…..

Если все трансформаторы питаются от одной высоковольтной сети, то токи короткого замыкания при суммировании дадут несколько большее значение, чем в действительности. Сопротивлением шин и автоматических выключателей пренебрегают.

Ток короткого замыкания. От чего зависит величина тока короткого замыкания?

Ток короткого замыкания на приемном конце линии связан с током короткого замыкания на питающем конце, но при этом учитывается также сечение и материал кабелей передачи и их длина. Зная понятие удельного сопротивления, любой может выполнить этот простой расчет. Мы надеемся, что наша статья была вам полезна.

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта Power Coup Electric. В сегодняшней статье мы хотим поговорить о токах короткого замыкания в электрических сетях. Мы познакомимся с типичными примерами короткого замыкания, методами расчета токов короткого замыкания, сосредоточимся на взаимосвязи между индуктивным сопротивлением и номиналом трансформатора при расчете токов короткого замыкания, а также предоставим конкретные, несложные формулы для этих расчетов.

При проектировании электроустановок необходимо знать значения симметричных токов короткого замыкания для отдельных точек трехфазной цепи. Значения этих критических симметричных токов позволяют выбрать кабели, распределительные устройства, устройства селективной защиты и т.д.

Далее рассмотрим ток короткого замыкания для трехфазной цепи с нулевым сопротивлением, питаемой типичным понижающим трансформатором. В нормальных условиях этот тип неисправности (короткое замыкание в винтовом соединении) оказывается самым опасным, а расчеты очень просты. Простые расчеты при соблюдении определенных правил могут дать достаточно точные результаты, которые могут быть приняты при проектировании электроустановок.

Ток короткого замыкания во вторичной обмотке одного понижающего распределительного трансформатора. Предполагается, что сопротивление высоковольтной цепи очень мало, поэтому им можно пренебречь:

Режим короткого замыкания трансформатора

Расчет тока короткого замыкания

P – номинальная мощность в вольт-амперах, U2 – напряжение холостого хода между фазами вторичной обмотки, In – номинальный ток в амперах, Ic – ток короткого замыкания в амперах и Uc – напряжение короткого замыкания в процентах.

В таблице ниже приведены типичные напряжения короткого замыкания для трехфазных трансформаторов с напряжением обмотки высокого напряжения 20 кВ.

Схема короткого замыкания трансформатора

Типичные напряжения короткого замыкания

Если, например, мы рассматриваем случай, когда несколько трансформаторов питают шину параллельно, значение тока короткого замыкания в начале линии, подключенной к шине, может быть принято как сумма токов короткого замыкания, которые предварительно рассчитываются отдельно для каждого трансформатора.

Если все трансформаторы питаются от одной высоковольтной сети, то сумма токов короткого замыкания даст значение несколько большее, чем фактическое. Сопротивлением шин и автоматических выключателей пренебрегают.

Предположим, что трансформатор имеет номинальную мощность 400 кВА и вторичное напряжение 420 В, тогда если Ucf = 4%, то

Векторная диаграмма короткозамкнутого трансформатора

Пример расчета тока короткого замыкания

Следующий рисунок поясняет этот пример.

Схема защиты трансформатора от короткого замыкания

Рисунок для расчета тока короткого замыкания

Точность полученного значения достаточна для расчета установки.

Ток трехфазного короткого замыкания в любой точке установки со стороны низкого напряжения:

Режим короткого замыкания трансформатора

Расчет тока трехфазного короткого замыкания

Вот: U2 – напряжение холостого хода между фазами во вторичной обмотке трансформатора. Zt – импеданс цепи над точкой отказа. В следующем разделе мы рассмотрим, как найти Zt.

Каждая часть системы, будь то сеть, силовой кабель, трансформатор, автоматический выключатель или шина, имеет свое собственное сопротивление Z, состоящее из активного сопротивления R и реактивного сопротивления X.

Емкость здесь не играет никакой роли. Z, R и X выражаются в омах и в расчетах представляются как стороны правильного треугольника, как показано на рисунке ниже. Для расчета полного сопротивления используется правило правильного треугольника.

U/sqrt<3>” width=”237″ height=”268″></p><h5>Треугольник сопротивления</h5><p>Сеть разделена на отдельные участки, чтобы найти X и R для каждого участка, чтобы было удобно проводить расчеты. Для последовательной цепи значения сопротивлений просто складываются вместе, и в результате получаются Xt и Rt. Сопротивление Zt определяется по теореме Пифагора для правильного треугольника по формуле:</p><p><img decoding=

Расчет Xz

Xt не учитывает влияние индуктивности, и если соседние индуктивности влияют друг на друга, то фактическое индуктивное сопротивление будет больше. Обратите внимание, что расчет Xz применим только к отдельной независимой цепи, т.е. аналогично, без влияния взаимной индуктивности. Если параллельные цепи расположены близко друг к другу, то сопротивление Xz будет явно больше.

Теперь рассмотрим схему, подключенную к входу понижающего трансформатора. Ток трехфазного короткого замыкания Iкз или мощность короткого замыкания Rкз определяется поставщиком электроэнергии, но общее эквивалентное сопротивление может быть получено из этих данных. Общий эквивалентный импеданс, при этом дается эквивалент для стороны низкого напряжения:

Ток короткого замыкания

Расчет полного эквивалентного импеданса Zkz

Rkz – мощность трехфазного короткого замыкания, U2 – напряжение холостого хода низковольтной цепи.

Как правило, активная составляющая сопротивления высоковольтной сети, Ra, очень мала и пренебрежимо мала по сравнению с индуктивным сопротивлением. Традиционно предполагается, что Xa составляет 99,5% Za, а Ra – 10% Ha. В таблице ниже приведены приблизительные значения для трансформаторов мощностью 500 МВА и 250 МВА.

Ток короткого замыкания

Характеристики масляных трансформаторов

Ток короткого замыкания

Характеристики трансформаторов сухого типа

Ztr – импеданс трансформатора со стороны низкого напряжения:

Ток короткого замыкания

Расчет импеданса трансформатора Ztr

Rn – номинальная мощность трансформатора в киловольт-амперах. Активное сопротивление обмоток рассчитывается по потерям мощности. Для приблизительных расчетов Rtr игнорируется, а Ztr = Xtr.

Если рассматривается вариант использования низковольтного выключателя, необходимо учитывать сопротивление выключателя выше точки короткого замыкания. Индуктивное сопротивление принимается равным 0,00015 Ω для каждого выключателя, а активной составляющей пренебрегаем.

Что касается шин, то их активное сопротивление ничтожно мало, а реактивная составляющая равна приблизительно 0,00015 Ом на метр длины, причем при удвоении расстояния между шинами реактивное сопротивление увеличивается всего на 10%. Параметры кабелей определяются их производителями.

В случае трехфазного двигателя в момент короткого замыкания он переходит в генераторный режим, и ток короткого замыкания в обмотках оценивается как Iкз = 3,5*Iн. Для однофазных двигателей увеличение тока в момент короткого замыкания можно игнорировать.

Дуга, которая обычно сопровождает короткое замыкание, имеет сопротивление, которое не является постоянным, но его среднее значение очень мало, однако падение напряжения на дуге также мало, так что ток практически уменьшается примерно на 20%, что облегчает отключение выключателя без нарушения его работы или особого влияния на ток отключения.

Ток короткого замыкания на приемном конце линии связан с током короткого замыкания на питающем конце, но при этом учитывается также сечение и материал кабелей передачи и их длина. Зная понятие удельного сопротивления, любой может выполнить этот простой расчет. Мы надеемся, что наша статья была вам полезна.

Читайте далее:
Сохранить статью?