Что такое напряжение короткого замыкания и как рассчитать ток? Напряжение короткого замыкания трансформатора это

Напряжение - короткое замыкание - трансформатор

Напряжение - короткое замыкание - трансформатор

Cтраница 3

Наклон внешней характеристики определяется напряжением короткого замыкания трансформатора ик и выпрямительной схемой.  [32]

Ка, к ( 3 - напряжения короткого замыкания трансформаторов; 5ан и S0H - номинальные мощности трансформаторов; в C / Va - Nfi 30 - угол, равный разности фазовых сдвигов одноименных ЭДС обмоток трансформаторов.  [33]

Коэффициент В вме - f сте с напряжением короткого замыкания трансформатора чк % определяет наклон линии этой характеристики. Значения В определяются d числом фаз выпрямителя т и схе - Й5 as V5 и г и, мой соединений обмоток трансформатора.  [35]

Ды и ик - соответственно падение напряжения и напряжение короткого замыкания трансформатора, выраженные в процентах.  [37]

С целью получения возможно большего диапазона регулирования сварочного тока напряжение короткого замыкания трансформатора без дросселя стремятся по возможности уменьшить. Для этого трансформаторные обмотки выполняют в виде концентрических цилиндрических катушек одинаковой высоты с небольшим каналом между ними.  [38]

Требуется определить величину реактивности х ( выразив ее через напряжение короткого замыкания трансформатора Т-1), через которую должна быть заземлена нейтраль трансформатора Т-1, чтобы при однофазном коротком замыкании в точке К ( рис. 6 - 10) токи поврежденной фазы на стороне высшего напряжения обоих трансформаторов были одинаковы.  [39]

Чтобы решить, какую обмотку следует закоротить, необходимо знать напряжение короткого замыкания трансформатора и напряжения, при которых должен проводиться опыт.  [40]

Яр - коэффициент расщепления обмоток этого трансформатора; t / - напряжение короткого замыкания трансформатора, приведенное к полной номинальной мощности трансформатора.  [41]

При проектировании новой серии обычно сохраняется стандартная шкала мощностей и редко варьируются напряжения короткого замыкания трансформаторов.  [42]

Таким образом, наклон внешней характеристики мощных выпрямителей определяется величиной коэффициента А0 и напряжением короткого замыкания трансформатора.  [43]

Так, поскольку напряжение короткого замыкания автотрансформатора в 1 / ( 1 - Ifk) раз меньше напряжения короткого замыкания трансформатора, ток короткого замыкания автотрансформатора превышает во столько же раз ток короткого замыкания трансформатора. Кроме того, при коротком замыкании наблюдается значительное перенасыщение магнитопровода автотрансформатора и увеличение его тока холостого хода, так как с замыканием накоротко обмотки а-х или А-X ( рис. 1.32) напряжение на обмотке А-а возрастает со значением U - [ / 2 до U. Существенным недостатком автотрансформатора является возможность появления высокого напряжения на стороне низкого из-за электрической связи между обмотками, что опасно для оборудования и обслуживающего персонала. Отметим также, что из-за электрической связи обмоток изоляция сети низкого напряжения автотрансформатора должна быть такой же, как и высокого. Именно поэтому автотрансформаторы применяются при fe 2, когда удорожание изоляции сети низкого напряжения окупается уменьшением потерь и массы автотрансформатора.  [44]

Ном-линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора, кВ; S - номинальная мощность трансформатора, кВ А; и - напряжение короткого замыкания трансформатора, %; Наг - мощность нагрузки трансформатора, кВ - А. Удельное индуктивное содротивление воздушной линии напряжением до 1000 В принимают 0 3, а кабеля - 0 07 Ом / км.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

13. Расчет напряжения короткого замыкания трансформатора

Напряжение короткого замыкания – это внутреннее падение напряжения в трансформаторе при его нагрузке номинальным током, т.е. на эту величину понизится напряжение холостого хода на вводе при номинальной нагрузке. Оно рассчитывается в процентах к Uнпо формуле, %

Uкз%==2.97 % (50)

где Uкз%, Uкз(а)%, Uкз(р)%– напряжение короткого замыкания и его активная и реактивная составляющие, %.

Активная составляющая напряжения к.з. Uкз(а)%определяется из выражения, %

Uкз(а)% ==0.96 % (51)

Реактивная составляющая напряжения к.з. Uкз(р)%определяется из выражения, %

Uкз(р)%==2.82% (52)

где S1c – мощность трансформатора на одном стержне, кВА;

ар – приведенный канал рассеяния, находится по формуле, м

ар =0.029м (53)

кр – поправочный коэффициент Роговского, находится из выражения

кр =1-+0,352=1-0,03+0,350,032=0,97 (54)

где  равно:

 =0.03м (55)

где l – средняя высота обмоток НН и ВН, м, равнаlнн+ lвн/2=0.738 м

Полученное значение Uкз%сравнивается с данными с учетом табл. 4 [1]. В случае неудовлетворительного результата следует в допустимых пределах изменить величины, входящие в формулы (53), (54). Возможен перерасчет конструктивных размеров обмоток.

Вывод: напряжения короткого замыкания трансформатора не превышает Uкз(гост) , это значит, что расчет выполнен правильно.

14. Тепловой расчет трансформатора

Полный тепловой расчет обмоток трансформатора сложен, поэтому в ремонтной практике проверяется только способность поверхности этих обмоток отвести требуемое количество тепла в трансформаторное масло без их нагрева свыше установленной нормы.

Это делается путем сравнения удельной теплоотдачи обмоток , под которой понимается число Вт потерь Р(нн)(вн)на один м2поверхности данных обмоток с рекомендованными значениями.

Удельная теплоотдача обмоток определяется из выражения для НН и ВН, Вт/м2

вн=35Вт/м2 (56)

нн=557,5Вт/м2

где Поб(нн),Поб(нн)– поверхности охлаждения обмоток соответственно для НН и ВН, вычисляются по выражениям, м2

Поб(вн) =m2кзакDср(вн)lвн=320,83,140,212496,48=1588,37 м2(57)

Поб(нн) =m2кзакDср(нн)lнн=320,83,140,134489,49=986,12 м2

где кзак– коэффициент закрытия, учитывающий уменьшение поверхности охлаждения обмоток за счет установки клиньев, кзак=0,8.

При получении неудовлетворительных результатов следует, как, уже говорилось, увеличить число масляных каналов охлаждения или уменьшить величины плотностей токов, проведя при этом соответствующую корректировку размеров обмоток НН и ВН.

Вывод: удельная теплоотдача обмоток НН и ВН не превышает рекомендуемых значений, значит, способность поверхности этих обмоток отводить требуемое количество тепла в трансформаторное масло, без их нагрева, будет обеспечена.

15. Литература

1. Воронов О.Н., Сердешнов А.П. Повышение качества напряжения в электрических сетях 0,38 кВ. – Электрические станции, 1991, №2.

2. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 586.

3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1983.

4. Методические указания по выполнению курсовой и контрольной работ «Расчет трехфазного трансформатора при наличии магнитопровода с применением ЭВМ «Искра-226»/Сердешнов А.П., Шевчик Н.Е. – Мн.: Ротапринт БИМСХ, 1987, с. 42.

studfiles.net

. Параллельная работа трансформаторов при неравенстве напряжений короткого замыкания

1. Энергитические показатели трансформатора. Какие потери покрываются мощностью ХХ и мощностью КЗ. Для чего производят опыт ХХ и КЗ трансф-ра? Что такое КПД трансф-ра и как его определить, используя данные опыта ХХ и КЗ?

Мощность, потребляемая трансф-ром при ХХ идет на покрытие потерь в обмотках и стали (магнитные потери): P0=p эл1+Pмагн ;,pэл1= 12% отP0

→м-ть при ХХ трансф-ра идет на покрытие потерь в стали (гистерезис и вихревые токи).

pr=r(f/100)B2rзависит от величины листа

Pосн мг

pвх=вх(f/100)2B2вхзависит от процентного сод-ия кремния в стали

pдоб= 1520%Pосн мг ИтакP0= (1,151,2)Pмго

При КЗ трансф-р потребляет из сети активную мощность. Эта мощность в основном идет на покрытие потерь в обмотках: .

Т.к. при КЗ текут номинальные токи I1и I2, а вся м-ть трансф-ра идет на нагрев обмоток, так как I0=0, Ф0=0, то есть потери в стали равны нулю.Т.к. потери в сталиpмг=B2;BU

При КЗ напряжение ↓в 1520 раз, потери в стали ничтожно малы и ими пренебрегаем.

Опыт ХХ.Для определения к-та трансформации, потерь в стали и параметров цепи намагничивания. По данным опыта можно рассчитать (z0=;r0=;x0=;r1<<rm;x1<<xm): 1.;2.;3.акт.сопр. цепи намагн-ия:rmr0= ;4.zmz0 = ;5.xmx0= .

Опыт КЗ.Для определения напряжения КЗ, потерь в меди обмоток и сопротивлений КЗ. Определяют: 1.;2.; ; 3.; 4.полное сопр. КЗ: ; 5.индукт.сопротивление КЗ: .

Используя опыты ХХ и КЗ получают все нагруз.хар-ки, задаваясь β.

КПД трансформатора– это отношение мощности, отдаваемой трансформатором в нагрузку, к мощности потребляемой им из сети, то есть n = Р2/Р1, n (%) =( Р2/Р1) 100.

Через опыты ХХ и КЗ: ;При ХХP0 =PМГ. При КЗPК=PЭЛ1,2=I2rк,- коэффициент нагрузки.

Тогда ;PКH­– мощность КЗ при номинальном токеIH,, тогда

Задаваясь = 0,25; 0,5; 0.75; 1.0; 1.25 приcos2=constпостроим зависимость=f().

Максимум наступает тогда, когда потери в стали равны потерям в меди.

p0=2РКН, откуда

2. Параллельная работа трансформаторов. Какие условия необходимо выполнить для нормальной параллельной работы трансформаторов? К чему приведет, если трансформатор 1 и трансформатор 2 имеют различные коэффициенты трансформации ?

Условия:

1.Напряжения первичных и вторичных обм-к трансф-ров одинаковы, т.е. KI=KII=KIII= …, причем обмотки трансф-ров д. б. включены одноименными зажимами (а1 с а2 и т.д. ) на одну шину, чтобы индуктированные во вторичных обмотках ЭДС были равны и направлены встречно, и их геометрическая сумма равнялась нулю, тогда между трансф-ми не возникнет никаких токов. Если это условие не выпол-няется, то появляется составляющая ΔЕ2, которая создает между трансф-ми уравнительные токи Iур, а т. к. сопротивления КЗ обмоток малы, то Iур может быть очень велик.

2.Напряжения КЗ одинаковы, т.е. UKI=UKII=UKIII. Если эти напряжения не равны, то нагрузка между трансф-ми распределяется неравномерно у трансф-ра с меньшим Uкз нагрузка будет выше.

3.Группы соединения одинаковы. Если группы одинаковы, то и вектора линейных ЭДС вторичных обмоток совпадают, и уравнительных токов нет. Если группы трансф-ров неодинаковы, то эти вектора не совпадают по фазе, и их геометрическая сумма не равна нулю, значит появляются большие уравнит. токи. Кроме того, мощн-ть параллельно работ-х трансф-ров не должна отличаться более чем в 3 раза.

Параллельная работа трансф-ров при неравенстве коэффициентов трансформации

Начнем с того, что KI= KII

При равенстве KI= KIIвторичные ЭДС Е2Iи Е2IIравны и по контуру направлены встречно и их сумма равна 0 т.е. при этом не будет никаких уравнит. токов. Теперь пустьKI<KIIт.е.E2I>E2II(U2I>U2II). В этом случае при ХХ сумма напряжений по контуру не равна нулю, а значит будет уравнительный ток. Появится,.

Учтем для простоты только индукт. сопротивления, т.к. акт. сопротивления малы, тогда

,создает в обмотках потоки, которые создают ЭДСикоторые выравнивают напряжение доU2на шинах.

Уравнительный ток будет существовать и при нагрузке. Он будет для каждого трансформатора складываться с нагрузочным током геометрически. Из диаграммы (б) видно, что в том трансф-ре, где кIменьше (напряжение больше) трансф-р перегружен. Т.е. получается, что первый трансформатор перегружен, а второй недогружен. Разница в коэффициентах трансформации должна быть не более 0,5% от их среднего значения.

, гдесреднее геометрическое.

Если тр-р меньшей мощности включается в параллельную работу, то он должен иметь больший к-т трансформации.

Напряжения короткого замыкания .

Предположим, что UкI>UкIIт.е.zкI>zкII, поэтому при одном и том же токе нагрузки падение напряженияIнzкIбудет большеIнzкII. Поэтому внешняя характеристика трансформатораIбудет расположена ниже.

Если возьмем внешние характеристики совместной работы трансформаторов, то увидим, что трансформаторIIбудет перегружен, т.е. у трансформатора, гдеUкбольше, там ток меньше, а трансформатор, у которогоUкменьше, возьмет на себя большую нагрузку.

Так как при параллельной работе напряжение изменится у обоих трансформаторов на одинаковую величину U, тоU=IIzкI=IIIzкII, откуда, т.е. распределение токов обратно пропорционально сопротивлениям короткого замыкания. Т.к. S=UI,

при U = const, то SI, тогда

;

если параллельно работает несколько трансформаторов, то нагрузка каждого из них определяется.

,

где S=SномI+SномII+SномIII+…

Sx– нагрузка иксового трансформатора,

SномX,Uкх– номинальная мощность и напряжение короткого замыкания этого трансформатора. Для того чтобы разброс в нагрузке трансформаторов, был в допустимых пределах, необходимо чтобы разница напряжений короткого замыкания была не более 10от их среднего значения.

1.8.3. Параллельная работа трансформаторов с различными группами соединения

У трансформаторов имеющих одинаковые группы соединения вторичные ЭДС совпадают по фазе. А у трансформаторов с различными группами соединения вторичные ЭДС могут быть равными по величине, однако они всегда сдвинуты по фазе. Поэтому даже при совершенно одинаковых коэффициентах трансформации во вторичных обмотках появится уравнительный ток. Возьмем для примера 12 и 11 группу

E= 2E2Isin15= 0,52E2I, тогда

, что составляет 26от установившегося тока короткого замыкания, что примерно в 3-5 раз превысит номинальный ток.

Поэтому параллельная работа трансформаторов с различными группами соединения недопустима.

3. Группы соединения трансформаторов. Что такое группа соединения трансф-ров и от чего она зависит? Покажите 12 и 11 группу трансф-ров. Возможна ли параллельная работа трансф-ров с различными группами соединения?

Группой соединения - угол сдвига между линейными ЭДС первичной и вторичной обмоток трансф-ра. За первичную обмотку принимают обмотку высокого напряжения. При обозначении группы соединений пользуются аналогией с часовым циферблатом. При этом вектор линейной ЭДС первичной обмотки мысленно совмещают с минутной стрелкой часов, расположенной на цифре 12, а с направлением вектора вторичной линейной ЭДС совмещают часовую стрелку. Цифра, на которой она расположена, определяет группу соединения трансф-ра. Угловое расстояние между двумя соседними цифрами циферблата составляет 30°. Поэтому для определения угла сдвига линейных ЭДС обмоток следует умножить номер группы на 30°.

Группа соединения зависит от:

1. от направления намотки;

2. маркировки концов обмотки;

3. схемы соединения обмоток.

Стандартными являются две группы соединений — 12 и 11:

1) соединение /; 2) соединение /.

Группы соединения необходимо знать для включения трансформаторов на параллельную работу. При различных группах соединений параллельно работающих трансформаторов между векторами их вторичных напряжений будет сдвиг фаз, вызывающий уравнительные токи между обмотками трансформаторов. При разных группах соединений, при самом малом сдвиге фаз, равном 30°, уравнительный ток превышает номинальный ток трансформатора в 5 раз, при самом большом сдвиге 180° — в 20 раз

studfiles.net

Что такое напряжение короткого замыкания и как рассчитать ток?

Напряжение короткого замыкания представляет собой напряжение, которое нужно подать на одну из обмоток трансформатора, для того чтобы в цепи возник электрический ток. При этом остальные обмотки необходимо закоротить. Данное значение приведено в паспорте на сам агрегат в процентном соотношении. Опираясь на его величину, можно определить, способен ли трансформатор работать параллельно.

Содержание:

1. Понятие напряжения КЗ.
2. Расчёт тока короткого замыкания.

Понятие напряжения КЗ

Для того чтобы определить потоки рассеивания в трансформаторе, необходимо учитывать разнообразные пути, по которым замыкаются силовые магнитные линии. Это очень сложно. В связи с этим на практике проводят оценку влияния данных потоков, которое они оказывают на ток и напряжение в самих обмотках трансформатора.

Напряжение короткого замыкания – это, таким образом, одна из основополагающих характеристик данных агрегатов.

Напряжение КЗ трансформатора должно быть минимальным. Это позволит избежать сильного ограничения тока короткого замыкания.

Стоит помнить и о том, что испытание трансформаторов напряжения позволит проверить соответствие их параметров нормативным значениям, установленным ПУЭ. А также проверить состояние изоляционного покрытия проводов.

Расчёт тока короткого замыкания;

Данный ток представляет собой соединение фазных точек электрических установок между собой либо же с землёй. При этом токи в их ветвях резко увеличиваются, превышая номинальное значение.

Для того чтобы уменьшить последствия от аварийных ситуаций, стоит правильно выбирать оборудование. Но для этого ещё необходимо и произвести расчёты тока. Как рассчитать ток короткого замыкания?

Во время такого эффекта, как короткое замыкание, в электрической цепи начинают возникать переходные процессы, которые напрямую связаны с наличием в ней индуктивности, не дающей току резко изменять своё значение. Следовательно, ток КЗ подразделяется на такие составляющие, как:

• периодическая. Она возникает изначально и остаётся неизменной до тех пор, пока электрическая установка не осуществит отключение от защиты;
• апериодическая. Возникает она также в самом начале, но сразу же снижается до нулевой отметки по истечению переходных процессов.

Расчёт тока короткого замыкания основан на двух этапах:

• составление схемы заземления, исходя из известных параметров. Элементы схемы электроснабжения заменяются эквивалентными сопротивлениями;
• определение величины результирующего сопротивления до точек короткого замыкания.

Инженерный центр "ПрофЭнергия" имеет все необходимые инструменты для качественного проведения испытания разъединителей, короткозамыкателей и отделителей, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории "ПрофЭнергия" вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать испытания разъединителей, короткозамыкателей и отделителей или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.

energiatrend.ru

Короткое замыкание трансформатора

electric-220.ru

кз

ОПЫТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА 

Следует различать короткое замыкание в эксплуатационных условиях и опыт короткого замыкания.

Коротким замыканием трансформатора называется его режим, когда вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко. В эксплуатационных условиях короткое замыкание является аварийным режимом, при котором внутри трансформатора выделяется большое количество теплоты, способное его разрушить.

Опыт короткого замыкания выполняется при сильно пониженном до небольшого значения первичном напряжении (примерно 5—10% номинального первичного напряжения). Его значение выбирают так, чтобы ток I1 в первичной обмотке был равен номинальному значению, несмотря на короткое замыкание вторичной обмотки. При помощи комплекта измерительных приборов (рис. 103) посредством опыта определяются напряжение U1к, ток I1k и мощность P1k.

Ток I2 при номинальном значении I1 также будет иметь номинальное значение. Эдс Е2 при этом опыте будет лишь покрывать внутреннее падение напряжения, т. е. E2K = I2z2, а при номинальной нагрузке

2 = 2  + 2

поэтому Е2k составляет лишь несколько процентов от Е2. Малой эдс Е2 соответствует малый основной магнитный поток. Потери энергии в магнитопроводе пропорциональны квадрату магнитного потока, поэтому при опыте короткого замыкания они незначительны. Но в обеих обмотках при этом опыте токи имеют номинальные значения, поэтому потери энергии в обмотках такие же, как и при номинальной нагрузке. Следовательно, мощность Р1к, получаемая трансформатором из сети при опыте короткого замыкания, затрачивается на потери энергии в проводах обмоток:

P1K=I21r1+I22r2.                 

 Вместе с тем на основании напряжения короткого замыкания определяется (в % к первичному напряжению) падение напряжения в трансформаторе при номинальной нагрузке. По этим соображениям напряжение короткого замыкания (при короткозамкнутой обмотке низшего напряжения) всегда указывается на щитке трансформатора.

Режим короткого замыкания

Как известно, в режиме нагрузки вторичная обмотка трансформатора включается на сопротивление приемников. Во вторичной цепи устанавливается ток, пропорциональный нагрузке трансформатора. При питании большого числа приемников нередки случаи, когда нарушается изоляция соединительных проводов. Если в местах повреждения изоляции произойдет соприкосновение проводов, питающих приемники, то возникнет режим, называемый коротким замыканием (к. з.) участка цепи. Если соединительные провода, идущие от обмотки, замкнутся где-то в точках а и б, расположенных до приемника энергии (рисунок 1), то возникнет короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора. В этом режиме вторичная обмотка окажется замкнутой накоротко. При этом она будет продолжать получать энергию из первичной обмотки и отдавать ее во вторичную цепь, которая состоит теперь только из обмотки и части соединительных проводов. 1 — первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 3 — магнитопровод Рисунок 1 - Короткое замыкание на выводах вторичной обмотки трансформатора На первый взгляд кажется, что при коротком замыкании трансформатор должен неизбежно разрушиться, так как сопротивление r2 обмотки и соединительных проводов в десятки раз меньше сопротивления r приемника. Если допустить, что сопротивление r нагрузки хотя бы в 100 раз больше r2, то и ток короткого замыкания I2кдолжен быть в 100 раз больше тока I2 при нормальной работе трансформатора. Так как первичный ток также возрастает в 100 раз (I1ω1 = I2ω2), потери в обмотках трансформатора резко увеличатся, а именно в 1002 раз (I2r), т. е. в 10000 раз. При этих условиях температура обмоток за 1—2 с достигнет 500—600° С и они быстро сгорят. Кроме того, при работе трансформатора между обмотками всегда существуют механические усилия, стремящиеся раздвинуть обмотку в радиальном и осевом направлениях. Эти усилия пропорциональны произведению токов I1 I2 в обмотках, и если при коротком замыкании каждый из токов I1 и I2увеличится, например, в 100 раз, то и усилия увеличатся в 10000 раз. Их величина при этом достигнет сотен тонн и обмотки трансформатора должны были бы мгновенно разрушиться. Однако на практике этого не происходит. Трансформаторы выдерживают, как правило, короткие замыкания в те весьма малые промежутки времени, пока защита не отключит их от сети. При коротком замыкании резко проявляется действие какого-то дополнительного сопротивления, ограничивающего ток короткого замыкания в обмотках. Это сопротивление связано с магнитными потоками рассеяния ФР1 и ФР2, которые ответвляются от основного потока Ф0 и замыкаются каждый вокруг части витков «своей» обмотки 1 или 2 (рисунок 2). 1 — первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 3 — общая ось обмоток и стержня трансформатора; 4 — магнитопровод; 5 — главный канал рассеяния Рисунок 2 - Потоки рассеяния и концентрическое расположение обмоток трансформатора Непосредственно измерять величину рассеяния очень трудно: слишком разнообразны пути, по которым могут замыкаться эти потоки. Поэтому на практике рассеяние оценивают по влиянию, которое оно оказывает на напряжение и токи в обмотках. Очевидно, что потоки рассеяния возрастают с увеличением тока, протекающего в обмотках. Очевидно также, что при нормальной работе трансформатора поток рассеяния составляет сравнительно небольшую долю основного потока Ф0. Действительно, поток рассеяния сцеплен только с частью витков, основной поток — со всеми витками. Кроме того, поток рассеяния большую часть пути вынужден проходить по воздуху, магнитная проницаемость которого принята за единицу, т. е. она в сотни раз меньше магнитной проницаемости стали, по которой замыкается поток Ф0. Все это справедливо как для нормальной работы, так и для режима короткого замыкания трансформатора. Однако поскольку потоки рассеяния определяются токами в обмотках, а в режиме короткого замыкания токи увеличиваются в сотни раз, то во столько же увеличиваются и потоки Фр; при этом они значительно превосходят поток Ф0. Потоки рассеяния индуктируют в обмотках эдс самоиндукции Еp1 и Ер2, направленные против тока. Противодействие, например, эдс Ер2 можно считать некоторым дополнительным сопротивлением в цепи вторичной обмотки при ее коротком замыкании. Это сопротивление называют реактивным. Для вторичной обмотки справедливо уравнение Е2 = U2 + I2r2 + (-Ep2). В режиме короткого замыкания U2=0 и уравнение преобразуется следующим образом: E2 = I2Kr2K + (-Ep2K), или E2 = I2Kr2K + I2Kх2K, где индекс «к» относится к сопротивлениям и токам в режиме короткого замыкания; I2Kх2K — индуктивное падение напряжения в режиме короткого замыкания, равное но величине Ep2K; х2K — реактивное сопротивление вторичной обмотки. Опыт показывает, что в зависимости от мощности трансформатора сопротивление х2 в 5—10 раз больше r2. Поэтому в действительности ток I2K не в 100, а лишь в 10—20 раз будет больше тока I2 при нормальной работе трансформатора (активным сопротивлением из-за его малой величины пренебрегаем). Следовательно, в действительности потери в обмотках увеличатся не в 10000, а только в 100—400 раз; температура обмоток за время короткого замыкания (несколько секунд) едва достигнет 150—200° С и в трансформаторе за это малое время не возникнет никаких серьезных повреждений. Итак, благодаря рассеянию трансформатор способен сам защищаться от токов короткого замыкания. Все рассмотренные явления происходят при коротком замыкании на зажимах (вводах) вторичной обмотки (см. точки а и б на рисунке 1). Это — аварийный режим работы для большинства силовых трансформаторов и возникает он, конечно, не каждый день или даже не каждый год. За время работы (15—20 лет) трансформатор может иметь всего несколько столь тяжелых коротких замыканий. Тем не менее, он должен быть так спроектирован и изготовлен, чтобы они не разрушили его и не привели к аварии. Надо четко представлять себе явления, происходящие в трансформаторе при коротком замыкании, сознательно собирать наиболее ответственные узлы его конструкции. В этом отношении весьма существенную роль играет одна из важнейших характеристик трансформатора — напряжение короткого замыкания.

Определение параметров траснформатора

 Совершенно случайно читателю в руки может попасть старый выходной трансформатор, который, судя по внешнему виду, должен обладать неплохими характеристиками, однако полностью отсутствует информация, что же все-таки скрывается внутри его. К счастью, можно достаточно просто идентифицировать параметры старого выходного трансформатора, имея в распоряжении только цифровой универсальный вольтметр, так как их проектирование всегда следует строго определенным правилам.

Перед тем как приступать к проверке, необходимо зарисовать схему всех имеющихся на трансформаторе внешних соединений и перемычек, а затем удалить их. (Использование цифрового фотоаппарата для этих целей оказывается весьма плодотворным.) Несомненно, первичная обмотка должна иметь отвод от средней точки, чтобы обеспечить возможность использования трансформатора в двухтактной схеме, также на этой обмотке могут быть дополнительные отводы для обеспечения ультралинейного режима работы. Как правило, сопротивление обмотки на постоянном токе, замеряемое омметром между крайними точками обмотки, будет составлять максимальное значение сопротивления среди всех полученных значений и может колебаться от 100 до 300 Ом. Если обнаружена обмотка с подобным значением сопротивления, то, практически во всех случаях, можно считать, что идентифицированы клеммы трансформатора А1 и А2 соответствующие крайним точкам первичной обмотки.

У трансформаторов высокого качества первичная обмотка наматывается симметрично, то есть сопротивления между крайними выводами А1 и А2 и средней точкой высоковольтной обмотки всегда равны, поэтому следующим шагом является определение вывода, для которого сопротивление между ним и выводами А1 и А2 было бы равным половине сопротивления между крайними точками первичной обмотки. Однако более дешевые модели трансформаторов могут оказаться изготовленными не столь тщательно, поэтому сопротивления между двумя половинами обмотки могут не оказаться абсолютно равными между собой.

Так как для изготовления первичной обмотки трансформатора без всяких исключений используется провод одного сечения, то отвод, который расположен на витке, составляющем 20% от общего количества витков между центральным высоковольтным отводом и выводом А1 либо А2, (конфигурация для отбора полной мощности усилителя), будет иметь и сопротивление, составляющее 20% от величины сопротивления между крайним выводом А1 или А2 и центральным отводом первичной обмотки. Если же трансформатор был предназначен для усилителя более высокого качества, то наиболее вероятным расположением этого отвода будет виток, соответствующий 47% сопротивления между этими же точками (конфигурация усилителя мощности, обеспечивающая минимальные искажения).

Вторичная обмотка, скорее всего, также будет иметь четное число выводов, либо будет иметь один отвод. Следует помнить, что в эпоху расцвета электронных ламп сопротивления громкоговорителей составляли либо 15 Ом (громкоговорители высшего качества), либо 4 Ом, поэтому параметры выходных трансформаторов были оптимизированы для этих значений импедансов.

Наиболее распространенным вариантом является использование двух идентичных секций, в которых обмотки используются последовательно включенными для сопротивления громкоговорителей 15 Ом, либо параллельно для сопротивлений 4 Ом (в действительности, 3,75 Ом). Если после того, как определена первичная обмотка трансформатора, обнаружены две обмотки, имеющие сопротивления по постоянному току порядка 0,7 Ом каждая, то, скорее всего, имеется стандартный образец трансформатора.

В трансформаторах высокого качества вышеизложенная идея получила свое дальнейшее развитие, когда вторичную обмотку представляют четыре идентичные секции. Включенные последовательно, они используются для согласования с нагрузкой 15 Ом, однако, будучи все включенными параллельно, они согласуют нагрузку 1 Ом. Это связано не с тем, что были доступны громкоговорители с импедансом 1 Ом (эпоха создания плохих по качеству кроссоверов пока еще не наступила), а с тем, что большая степень секционирования обмотки позволяла получить трансформатор более высокого качества. Поэтому следует искать четыре обмотки с приблизительно одинаковыми сопротивлениями по постоянному току и равными по величине примерно 0,3 Ом. Также необходимо иметь в виду, что помимо того, что контактное сопротивление зонда может составить очень значительную долю при проведении измерений очень малых сопротивлений (что вызывает настоятельную необходимость иметь не только чистый, но и надежный контакт), но также и то, что обычный 41/2 разрядный цифровой вольтметр не обеспечивает достаточной точности при измерениях таких малых значений сопротивлений, поэтому зачастую приходится строить догадки и предположения.

Если после идентификации первичной обмотки установлено, что все остающиеся обмотки оказываются соединенными вместе, то в наличии имеется вторичная обмотка с отводами, наибольшая величина сопротивления которой измеряется между выводами 0 Ом и (допустим) 16 Ом. При условии, что отсутствует отвод обмотки, согласующий сопротивление 8 Ом, то наименьшие значения сопротивления по постоянному току от любого из этих выводов будет являться отводом 4 Ом, а точка с сопротивлением 0 Ом окажется ближайшей к отводу 4 Ом (как правило, во вторичных обмотках с межвитковыми отводами стремятся использовать для отвода 4 Ом более толстый провод). Если же следует ожидать наличия отвода 8 Ом, то идентифицировать отводы следует с использованием метода измерений на переменном токе, который будет описан ниже.

Если назначение некоторых обмоток не удается определить, то, вероятнее всего, они предназначены для обратной связи, возможно действующей на катоды индивидуальных выходных ламп, либо для организации межкаскадной обратной связи.

В любом случае их более точная идентификация может быть проведена позже, так как следующим шагом будет определение коэффициента трансформации, а затем по полученным результатам определение импеданса первичной обмотки трансформатора.

Внимание. Несмотря на то, что при точном выполнении нижеприведенных измерений они не должны представлять опасности для сохранности выходного трансформатора, на выводах трансформатора могут возникнуть представляющие опасность для жизни человека напряжения. Поэтому, если возникают любого рода сомнения относительно имеющегося профессионального опыта, необходимого для выполнения описанных ниже измерений, то следует сразу отказаться от попыток их выполнения.

Выходные трансформаторы ламповых схем предназначены для снижения напряжения с нескольких сотен вольт до десятка вольт в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, поэтому приложение сетевого напряжения к выводам первичной обмотки А1 и А2 не представляет для трансформатора никакой угрозы. При условии, что выводы А1 и А2 были определены правильно, следует подать сетевое напряжение непосредственно на выводы А1 и А2 и измерить напряжение на вторичной обмотке, чтобы определить коэффициент трансформации (или отношение количества витков первичной и вторичной обмоток). Строго говоря, в целях безопасности рекомендуется подавать не сетевое напряжение, а пониженное напряжение от ЛАТРа.

Тестирование трансформатора следует выполнять в следующем порядке:

• установите в сетевой шнур предохранитель с наименьшим из имеющихся значением тока плавкой вставки, например, предохранитель, рассчитанный на ток 3 А, окажется достаточным, но использование предохранителя на 1 А будет предпочтительнее;

• присоедините к сетевой вилке (желательно с заземляющим контактом) три коротких гибких провода. В силу очевидных причин они получили название «провода самоубийцы» и поэтому, когда не используются, должны храниться отдельно и под замком;

• припаяйте луженый наконечник на конец провода, помеченного ярлыком «земля», и привинтите наконечник к металлическому шасси трансформатора, используя специальные зазубренные шайбы, обеспечивающие очень хороший электрический контакт;

• припаяйте фазный провод к выводу А1, а провод нейтрали (нуля) к выводу А2;

• убедитесь, что положение всех соединительных перемычек на вторичной об мотке зарисовано, после чего они все удалены;

• установите вид измерений цифрового вольтметра «переменное напряжение» и подключите его к выводам вторичной обмотки;

• убедившись, что шкала прибора находится в пределах видимости, включите в розетку сетевую вилку. Если на приборе сразу же не появятся результаты измерений, выдернете вилку из розетки. Если прибор фиксирует наличие на-

пряжения во вторичной обмотке, величину которого можно определить, дождитесь стабилизации показаний прибора, запишите полученный результат, выключите сетевое питание и отключите вилку от сетевой розетки;

• проверьте величину сетевого напряжения, для этого подключите цифровой вольтметр к выводам А1 и А2 трансформатора и включите повторно сетевое напряжение. Спишите показания прибора.

После этого можно определить коэффициент трансформации «N», используя следующее простое соотношение между напряжениями:

На первый взгляд эта процедура не покажется очень значительной, но следует помнить, что импедансы пропорциональны квадрату коэффициента трансформации, N2, следовательно, зная величину N можно определить импеданс первичной обмотки, так как уже известен импеданс вторичной.Из всех многочисленных проводов у трансформатора имеется пять проводов, которые оказались электрически соединенными между собой (результаты были получены, когда проводились измерения электрического сопротивления с использованием цифрового тестера). Максимальное значение сопротивления между двумя проводами составляет 236 Ом, следовательно, выводы этих проводом могут быть помечены как А1 и А2. После того, как одни щуп цифрового тестера оставался подключенным к выводу А1, было обнаружен второй провод, имеющий сопротивление 110 Ом. Полученное значение достаточно близко к значению сопротивления 118 Ом, чтобы эта точка могла оказаться выводом от центральной точки первичной обмотки трансформатора. Поэтому данную обмотку можно идентифицировать, как высоковольтную обмотку трансформатора. После этого следует переместить один из щупов цифрового тестера к среднему отводу высоковольтной обмотки и измерить сопротивления относительно двух оставшихся выводов. Значение сопротивления для одного вывода составило 29 Ом, а для второго было равно 32 Ом. Учитывая, что (29 Ом : 110 Ом) = 0,26, а (32 Ом: 118 Ом) = 0,27, можно с достаточной уверенностью предположить, что эти выводы используются в качестве ультралинейных отводов для получения максимальной мощности (то есть составляют примерно 20% обмотки). Один из выводов, для которого сопротивление относительно вывода А, имеет меньшее значение, представляет отвод к сетке 2 лампы V1, g2(V1) а второй отвод — к сетке 2 лампыV2, g2(V2) (рис. 5.23).

Вторичная обмотка имеет только две секции, поэтому, скорее всего, они предназначены для подключения нагрузки 4 Ом. Это предположение затем подтверждается измерениями сопротивлений обмоток секций, для первой из них оно составило 0,6 Ом, а для второй 0,8 Ом, что совпадает с типичными значениями для обмоток, предназначенных для согласования нагрузок 4 Ом.

Рис. 5.23 Идентификация обмоток трансформатора с неизвестными параметрами

При подключении трансформатора к сети было зафиксировано сетевое переменное напряжение 252 В, а напряжение на вторичных обмотках составляло 5,60 В. Подставляя полученные значения в формулу для расчета коэффициента трансформации, получим:

Импедансы обмоток изменяются пропорционально N2, поэтому отношение импедансов первичной обмотки к импедансу вторичной составляет 452 = 2025. Так как напряжение на вторичной обмотке измерялось на секции 4 Ом, импеданс первичной обмотки должен составлять (2025 х 4 Ом) = 8100 Ом. Такой результат является вполне допустимым, так как измерения с использованием сетевого напряжения 252 В и частотой 50 Гц могли сдвинуть рабочую точку ближе к области насыщения, что привело к погрешностям определения параметров, Поэтому полученное значение можно округлить до 8 кОм.

Далее необходимо определить начало и конец обмоток каждой из секций вторичной обмотки трансформатора. Это выполняется подключением только одного провода между одной и второй секциями, включая, таким образом, обмотки секций последовательно. После подачи напряжения на первичную обмотку, получим удвоенное значение напряжения на вторичной обмотке, по сравнению с индивидуальным напряжением на каждой. То есть напряжения двух секций дополняют друг друга и следовательно, подключенными оказались конец обмотки первой секции к началу обмотки второй, поэтому можно обозначить вывод секции, где кончается соединительный провод, как « + », а другой конец, как «—». Однако в случае, если напряжение на вторичной обмотке будет отсутствовать, то это будет означать что обмотки в двух секциях включены встречно друг другу, поэтому оба вывода можно будет обозначить, либо как « + », либо как «—».

После того, как все идентичные по характеристикам секции были определены, и для них определены точки начала обмоток, могут измеряться напряжения на всех оставшихся обмотках, быть определены для них коэффициенты трансформации, либо относительно первичной обмотки, либо относительно вторичной, в зависимости от того, какой способ окажется удобнее. Начиная с этого момента наиболее удобным оказывается использование схемы с кратким пометками, так, например, получение двукратного увеличения напряжения вторичной обмотки является очень показательным, так как этот факт может означать либо наличие секции с отводом от средней точки, либо отводы 4 Ом и 16 Ом.

Основные причины выхода из строя трансформаторов, в тракте звуковых частот

Трансформаторы относятся к электронным компонентам с наиболее длительным сроком службы, достигающим 40 и более лет. Все же иногда они могут выходить из строя. Обмотки трансформатора выполняются из провода, который может выходить из строя при протекании через него слишком высоких токов, а изоляция провода может оказаться пробитой, если напряжения, приложенные к обмоткам, превысят допустимые значения.

Наиболее частым случаем, при котором отказывают выходные трансформаторы, является такой, когда он вынужден работать на усилитель в режиме перегрузки. Это может произойти в двухтактном усилителе, когда одна выходная лампа полностью отключена (например, вышла из строя), а вторая работает с явной перегрузкой. Индуктивность рассеяния той половины трансформатора, которая должна пропускать ток отключенной лампы, стремиться поддерживать ток этой половины обмотки неизменным, что влечет за собой появление значительных перенапряжений в первичной обмотке (прежде всего за счет ЭДС самоиндукции), приводящих к пробою межвитковой изоляции. Процесс изменения напряжения на индуктивной обмотке во времени, характеризуется следующим дифференциальным уравнением:

Так как при разрыве тока, его производная стремится к бесконечности di/dt ≈ ∞, возникающая ЭДС самоиндукции развивает напряжение на полуобмотке в цепи вышедшей из строя лампы, значительно превышающее значение высоковольтного источника питания, которое способно легко пробить межвитковую изоляцию.

Также пробой изоляции может быть вызван неправильными условиями эксплуатации аппаратуры. Так. например, если в трансформатор проникла влага, то изоляция (в качестве которой чаще всего используется специальная бумага) становится более проводящей, что значительно увеличивает вероятность ее пробоя.

Также существует опасность выхода из строя выходного трансформатора в случае работы усилителя на громкоговорители, сопротивление которых значительно ниже необходимого. В этом случае, при больших уровнях громкости, токи, текущие через обмотки трансформатора, могут оказаться существенно превышенными.

Еще одна специфическая проблема в ряде случаев возникает в не очень качественных усилителях, например таких, которые одно время широко применялись для электрогитар. В силу того, что скорость нарастания тока при перегрузке очень высока, а качество выходного трансформатора, используемого в усилителях для электрогитар, как правило, не очень хорошее, то высокие значения индуктивности рассеяния могут привести к возникновению таких высоких значений напряжений (эдс самоиндукции) на обмотках, что не исключается возникновение внешней электрической дуги. При этом сам трансформатор мог быть спроектирован таким образом, чтобы благополучно выдержать подобное случайное перенапряжение. Напряжение, необходимое для возникновения электрической дуги, в некоторой степени зависит от степени загрязнения пути, по которому она развивается, поэтому загрязнения (особенно проводящие) снижают это дуговое напряжение. Именно поэтому углеродные следы, остающиеся от прежних дуговых процессов, несомненно, приводят к снижению напряжения, необходимого для возникновения нового дугового процесса.

studfiles.net

Неравенство - напряжение - короткое замыкание

Неравенство - напряжение - короткое замыкание

Cтраница 1

Неравенство напряжений короткого замыкания вызовет распределение нагрузки между параллельно включенными трансформаторами, непропорциональное их номинальным мощностям. Такое же распределение нагрузок возникает и при неодинаковых коэффициентах трансформации включаемых на параллельную работу трансформаторов. Коэффициент трансформации может быть при необходимости изменен, если эксплуатационные условия потребуют этого. Для изменения коэффициента трансформации предусматриваются ответвления у трансформаторных обмоток.  [1]

При неравенстве напряжений коротких замыканий параллельная работа трансформаторов нежелательна, так как нельзя получить полной мощности от этих трансформаторов.  [2]

При неравенстве напряжений коротких замыканий параллельная работа трансформаторов нежелательна, так как нельзя получить полной мощности этих трансформаторов. При номинальной нагрузке трансформатора с меньшим напряжением короткого замыкания трансформатор с большим напряжением короткого замыкания будет недогружен. Если же трансформатор с большим напряжением короткого замыкания нагрузить номинальной мощностью, то трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания окажется перегруженным и длительно работать не сможет.  [3]

При неравенстве напряжений короткого замыкания двух трансформаторов один из них будет перегружаться, а другой недогружаться. Различие в напряжениях короткого замыкания допускается не более 10 % их среднего значения.  [4]

При неравенстве напряжений коротких замыканий параллельная работа трансформаторов нежелательна, так как нельзя получить отдачи полной мощности этими трансформаторами. При номинальной нагрузке трансформатора с меньшим напряжением короткого замыкания трансформатор с большим напряжением короткого замыкания будет недогружен. Если же трансформатор с большим напряжением короткого замыкания нагрузить номинальной мощностью, то трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания окажется перегруженным и длительно работать не сможет.  [5]

При неравенстве напряжений коротких замыканий параллельная работа трансформаторов нежелательна, так как нельзя получить полной мощности этих трансформаторов. При номинальной нагрузке трансформатора с меньшим напряжением короткого замыкания трансформатор с большим напряжением короткого замыкания будет недогружен. Если же трансформатор с большим напряжением короткого замыкания нагрузить номинальной мощностью, то трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания окажется перегруженным и длительно работать не сможет.  [6]

При неравенстве напряжений коротких замыканий нагрузка между параллельно работающими трансформаторами распределяется неравномерно, и трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания нагружается в большей мере, чем трансформатор с большим напряжением короткого замыкания.  [7]

Это выражение показывает, что при неравенстве напряжений короткого замыкания относительные токи трансформаторов обратно пропорциональны напряжениям короткого замыкания. Поэтому при повышении нагрузки раньше других достигает номинальной мощности трансформатор, имеющий меньшее напряжение короткого замыкания. Дальнейшее увеличение общей нагрузки трансформаторов недопустимо, иначе первый трансформатор будет перегружаться, вследствие чего установленная мощность трансформаторов остается недоиспользованной.  [9]

Это выражение показывает, что при неравенстве напряжений короткого замыкания относительные токи трансформаторов обратно пропорциональны напряжениям короткого замыкания.  [10]

Напряжения короткого замыкания, их активные и реактивные составляющие определяют распределение нагрузки между трансформаторами при их параллельной работе. При неравенстве напряжений короткого замыкания нагрузка между параллельно работающими трансформаторами распределяется неравномерно и трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания нагружается в большей мере, чем трансформатор с большим напряжением короткого замыкания.  [11]

Напряжения короткого замыкания, их активные и реактивные составляющие определяют распределение нагрузки между трансформаторами при их параллельной работе. При неравенстве напряжений короткого замыкания нагрузка между параллельно работающими трансформаторами распределяется неравномерно и трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания нагружается в большей мере, чем трансформатор с большим напряжением короткого замыкания.  [12]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

• 
  Напряжение u
• 
  Напряжение между фазами
• 
  Что убивает человека напряжение или ток
• 
  Напряжение лэп
• 
  Переменное напряжение обозначение
• 
  Лэп напряжение
• 
  Напряжение в цепи
• 
  Как понизить напряжение с 220 до 12 вольт
• 
  Повышенное напряжение в сети
• 
  Что представляет собой система tn c для электроустановок напряжением до 1 кв
• 
  Как найти напряжение холостого хода