Način kratkega stika transformatorja
Način kratkega stika transformatorja je tak način, ko so sponke sekundarnega navitja zaprte s tokovnim vodnikom z uporom, ki je enak nič (ZH = 0). Kratek stik transformatorja med delovanjem ustvari zasilni način, saj se sekundarni tok in s tem primarni tok poveča nekaj desetkrat v primerjavi z nominalnim. Zato je v tokokrogih s transformatorji predvidena zaščita, ki samodejno izklopi transformator v primeru kratkega stika.
V laboratorijskih pogojih je mogoče izvesti testni kratek stik transformatorja, pri katerem so sponke sekundarnega navitja kratko sklenjene, na primarni pa se napaja napetost Uk, pri kateri tok v primarnem navitju ne preseže nazivne vrednosti (Ik < I1nom). V tem primeru je napetost Uk, izražena v odstotkih, z Ik = I1nom, označena z uK in se imenuje napetost kratkega stika transformatorja. to značilnost transformatorjanaveden v potnem listu.
Tako (%):
kjer je U1nom nazivna primarna napetost.
Napetost kratkega stika je odvisna od višje napetosti navitij transformatorja. Na primer, pri višji napetosti 6-10 kV uK = 5,5%, pri 35 kV uK = 6,5 ÷ 7,5%, pri 110 kV uK = 10,5% itd. Kot lahko vidite, ko se nazivna napetost poveča, se napetost kratkega stika transformatorja poveča.
Ko je napetost Uc 5-10% nazivne primarne napetosti, se tok magnetiziranja (tok brez obremenitve) zmanjša 10-20-krat ali celo bolj. Zato se v načinu kratkega stika šteje, da
Glavni magnetni tok F se prav tako zmanjša za faktor 10–20, tokovi uhajanja navitij pa postanejo sorazmerni z glavnim tokom.
Ker je sekundarno navitje transformatorja v kratkem stiku, je napetost na njegovih sponkah U2 = 0, npr. itd. str., ker ima obliko
napetostna enačba za transformator pa je zapisana kot
Ta enačba ustreza ekvivalentnemu vezju transformatorja, prikazanemu na sl. 1.
Vektorski diagram transformatorja kratkega stika, ki ustreza enačbi in diagramu na sl. 1 je prikazan na sl. 2. Napetost kratkega stika ima aktivno in reaktivno komponento. Kot φk med vektorji teh napetosti in tokov je odvisen od razmerja med aktivno in reaktivno induktivno komponento upora transformatorja.
riž. 1. Ekvivalentno vezje transformatorja v primeru kratkega stika
riž. 2. Vektorski diagram transformatorja pod kratkim stikom
Za transformatorje z nazivno močjo 5-50 kVA XK / RK = 1 ÷ 2; z nazivno močjo 6300 kVA ali več XK / RK = 10 ali več. Zato velja, da je za transformatorje velike moči UK = Ucr in impedanca ZK = Xk.
Izkušnje kratkega stika.
Ta poskus, tako kot poskus brez obremenitve, se izvaja za določitev parametrov transformatorja. Sestavljeno je vezje (slika 3), v katerem je sekundarno navitje v kratkem stiku s kovinskim mostičkom ali žico z uporom blizu nič. Napetost Uk se nanaša na primarno navitje, pri katerem je tok v njem enak nazivni vrednosti I1nom.
riž. 3. Shema poskusa kratkega stika transformatorja
Glede na podatke meritev se določijo naslednji parametri transformatorja.
Napetost kratkega stika
kjer je UK napetost, izmerjena z voltmetrom pri I1, = I1nom V načinu kratkega stika je UK zelo majhna, zato so izgube v prostem teku stokrat manjše kot pri nazivni napetosti. Tako lahko predpostavimo, da je Ppo = 0 in je moč, izmerjena z vatmetrom, izguba moči Ppk zaradi aktivnega upora navitij transformatorja.
Pri toku I1, = I1nom dobimo nazivne izgube moči za ogrevanje navitij Rpk.nom, ki jih imenujemo električne izgube ali izgube kratkega stika.
Iz napetostne enačbe za transformator, kot tudi iz ekvivalentnega vezja (glej sliko 1), dobimo
kjer je ZK impedanca transformatorja.
Z merjenjem Uk in I1 lahko izračunate impedanco transformatorja
Izgubo moči med kratkim stikom lahko izrazimo s formulo
Zato aktivni upor navitij transformatorja
ugotovljeno iz odčitkov vatmetra in ampermetra. Če poznate Zk in RK, lahko izračunate induktivno upornost navitij:
Če poznate Zk, RK in Xk transformatorja, lahko zgradite napetosti kratkega stika glavne delte (trikotnik OAB na sliki 2) in določite tudi aktivne in induktivne komponente napetosti kratkega stika:
