トランス短絡モード

変圧器の短絡モードは、二次巻線の端子が抵抗ゼロ (ZH = 0) に等しい電流導体によって閉じられているときのモードです。動作中に変圧器が短絡すると、二次電流、したがって一次電流が公称電流と比較して数十倍に増加するため、緊急モードが発生します。したがって、変圧器を備えた回路では、短絡が発生した場合に変圧器を自動的にオフにする保護が提供されます。

実験室の条件では、二次巻線の端子が短絡され、一次巻線に電圧 Uk が印加され、一次巻線の電流が流れる変圧器の短絡テストを実行することができます。公称値 (Ik < I1nom) を超えないでください。この場合、Ik = I1nom としてパーセントで表された電圧 Uk は uK で示され、変圧器の短絡電圧と呼ばれます。それ トランスの特性パスポートに記載されています。

したがって （％）：

ここで、U1nom は定格一次電圧です。

短絡電圧は、変圧器巻線の高い方の電圧に依存します。たとえば、6 ～ 10 kV の高電圧では uK = 5.5%、35 kV では uK = 6.5 ÷ 7.5%、110 kV では uK = 10.5% などとなります。ご覧のとおり、定格電圧が増加すると、トランスの短絡電圧が増加します。

電圧 Uc が定格一次電圧の 5 ～ 10% である場合、励磁電流 (無負荷電流) は 10 ～ 20 倍、またはそれ以上に大幅に減少します。したがって、短絡モードでは、次のように考えられます。

主磁束 F も 10 ～ 20 分の 1 に減少し、巻線の漏れ電流は主磁束に比例するようになります。

変圧器の二次巻線が短絡すると、その端子の電圧は U2 = 0 になるため、e.等pp. という形式をとるため、

変圧器の電圧方程式は次のように書かれます。

この式は、図 1 に示すトランスの等価回路に対応します。 1.

図の式と図に対応する短絡変圧器のベクトル図は次のとおりです。図１に示すものを図２に示す。 2. 短絡電圧には有効成分と無効成分があります。これらの電圧と電流のベクトル間の角度 φk は、変圧器抵抗の有効誘導成分と無効誘導成分の比率に依存します。

米。 1. トランス短絡時の等価回路

米。 2. 短絡時の変圧器のベクトル図

定格電力が 5 ～ 50 kVA の変圧器の場合、XK / RK = 1 ÷ 2;定格電力6300kVA以上 XK/RK=10以上。したがって、高出力変圧器の場合、UK = Ucr およびインピーダンス ZK = Xk であると考えられます。

ショート体験。

この実験は、無負荷実験と同様に、変圧器のパラメータを決定するために行われます。二次巻線が金属製のジャンパーまたは抵抗がゼロに近いワイヤによって短絡される回路が組み立てられます (図 3)。電圧 Uk が 1 次巻線に印加され、その電流が公称値 I1nom に等しくなります。

米。 3. 変圧器短絡実験の概略図

測定データに従って、変圧器の次のパラメータが決定されます。

短絡電圧

ここで、UK は I1 で電圧計で測定した電圧です = I1nom 短絡モードでは、UK は非常に小さいため、無負荷損失は公称電圧の数百分の 1 です。したがって、Ppo = 0 であり、電力計で測定された電力は、変圧器巻線のアクティブ抵抗による電力損失 Ppk であると仮定できます。

電流 I1, = I1nom では、巻線を加熱するための公称電力損失 Rpk.nom が得られます。これは電気損失または短絡損失と呼ばれます。

変圧器の電圧方程式および等価回路 (図 1 を参照) から、次のことが得られます。

ここで、ZK は変圧器のインピーダンスです。

Uk と I1 を測定することで、トランスのインピーダンスを計算できます。

短絡時の電力損失は次の式で表されます。

したがって、変圧器巻線の有効抵抗

電力計と電流計の測定値からわかります。 Zk と RK がわかれば、巻線の誘導抵抗を計算できます。

変圧器の Zk、RK、Xk がわかれば、メイン デルタ (図 2 の三角形 OAB) の短絡電圧を構築でき、また短絡電圧の有効成分と誘導成分も決定できます。