Muuntajan oikosulkutila

Muuntajan oikosulkutila on sellainen tila, jossa toisiokäämin navat suljetaan virtajohtimella, jonka resistanssi on nolla (ZH = 0). Muuntajan oikosulku käytön aikana luo hätätilan, koska toisiovirta ja siten ensiövirta kasvaa useita kymmeniä kertoja nimellisvirtaan verrattuna. Siksi muuntajapiireissä on suojaus, joka sammuttaa muuntajan automaattisesti oikosulun sattuessa.

Laboratorio-olosuhteissa on mahdollista suorittaa muuntajan koeoikosulku, jossa toisiokäämin navat oikosuljetaan ja ensiökäämiin syötetään jännite Uk, jossa ensiökäämin virta tekee ei ylitä nimellisarvoa (Ik < I1nom). Tässä tapauksessa prosentteina ilmaistu jännite Uk, jossa Ik = I1nom, on merkitty uK:lla ja sitä kutsutaan muuntajan oikosulkujännitteeksi. se muuntajalle ominaistailmoitettu passissa.

Täten (%):

jossa U1nom on nimellinen ensiöjännite.

Oikosulkujännite riippuu muuntajan käämien suuremmasta jännitteestä. Esimerkiksi korkeammalla jännitteellä 6-10 kV uK = 5,5 %, 35 kV uK = 6,5 ÷ 7,5 %, 110 kV uK = 10,5 % jne. Kuten näette, nimellisjännitteen kasvaessa muuntajan oikosulkujännite kasvaa.

Kun jännite Uc on 5-10 % nimellisprimäärijännitteestä, magnetointivirta (tyhjävirta) pienenee 10-20 kertaa tai jopa enemmän. Siksi oikosulkutilassa katsotaan, että

Myös päämagneettivuo F pienenee kertoimella 10–20 ja käämien vuotovirrat tulevat päävuon mukaisiksi.

Koska kun muuntajan toisiokäämi on oikosulussa, on sen liittimissä jännite U2 = 0, e. jne. s. koska se ottaa muodon

ja muuntajan jänniteyhtälö kirjoitetaan muodossa

Tämä yhtälö vastaa kuvassa 1 esitettyä muuntajan ekvivalenttipiiriä. 1.

Yhtälöä vastaava oikosulkumuuntajan vektorikaavio ja kuvion 1 kaavio. 1 on esitetty kuviossa 1. 2. Oikosulkujännitteessä on aktiiviset ja reaktiiviset komponentit. Näiden jännitteiden ja virtojen vektorien välinen kulma φk riippuu muuntajan resistanssin aktiivisten ja reaktiivisten induktiivisten komponenttien suhteesta.

Riisi. 1. Muuntajan vastaava piiri oikosulun sattuessa

Riisi. 2. Vektorikaavio oikosulkussa olevasta muuntajasta

Muuntajalle nimellisteholla 5-50 kVA XK / RK = 1 ÷ 2; nimellisteholla 6300 kVA tai enemmän XK / RK = 10 tai enemmän. Siksi uskotaan, että suuritehoisilla muuntajilla UK = Ucr ja impedanssi ZK = Xk.

Kokemus oikosulusta.

Tämä koe, kuten tyhjäkäyntikoe, suoritetaan muuntajan parametrien määrittämiseksi. Kootaan piiri (kuva 3), jossa toisiokäämi oikosuljetaan metallisilla hyppyjohtimella tai langalla, jonka resistanssi on lähellä nollaa. Ensiökäämiin syötetään jännite Uk, jolla sen virta on yhtä suuri kuin nimellisarvo I1nom.

Riisi. 3. Kaavio muuntajan oikosulkukokeesta

Mittaustietojen perusteella määritetään seuraavat muuntajan parametrit.

Oikosulkujännite

missä UK on volttimittarilla mitattu jännite kohdassa I1, = I1nom Oikosulkutilassa UK on hyvin pieni, joten tyhjäkäyntihäviöt ovat satoja kertoja pienemmät kuin nimellisjännitteellä. Voidaan siis olettaa, että Ppo = 0 ja wattimittarilla mitattu teho on tehohäviö Ppk, joka johtuu muuntajan käämien aktiivivas- tauksesta.

Virralla I1 = I1nom saadaan nimellistehohäviöt käämien lämmittämiseksi Rpk.nom, joita kutsutaan sähköhäviöiksi tai oikosulkuhäviöiksi.

Muuntajan jänniteyhtälöstä sekä vastaavasta piiristä (katso kuva 1) saadaan

jossa ZK on muuntajan impedanssi.

Mittaamalla Uk ja I1 voit laskea muuntajan impedanssin

Tehon menetys oikosulun aikana voidaan ilmaista kaavalla

Tästä johtuen muuntajan käämien aktiivinen vastus

löytyy watti- ja ampeerimittarin lukemista. Kun tiedät Zk:n ja RK:n, voit laskea käämien induktiivisen vastuksen:

Kun tiedät muuntajan Zk, RK ja Xk, voit rakentaa päädeltan oikosulkujännitteet (kuvassa 2 kolmio OAB) ja määrittää myös oikosulkujännitteen aktiiviset ja induktiiviset komponentit: