Переходный трансформатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Переходный трансформатор

Cтраница 1

Переходный трансформатор служит ддя согласования модулей сопротивлений аппаратуры и цепей связи.  [1]

Переходные трансформаторы, предназначенные для включения между линией и дуплексным усилителем тональной частоты, поставляются совместно с подобранными балансными трансформаторами, включаемыми в балансные цепи дуплексных усилителей.  [2]

Если конечные переходные трансформаторы входят в комплект оборудования усилителя и учитываются при измерении усиления усилителей, то они не принимаются во внимание при определении усиления усилителей.  [3]

В бесконтактных сельсинах с переходными трансформаторами ( рис. 37.2, б) кольцевые токосъемники заменены кольцевым трансформатором.  [4]

Питание моста осуществляется от высокочастотного генератора через переходный трансформатор Тр. Напряжение в измерительной диагонали усиливается специальным усилителем У, затем детектируется и подается на измерительный прибор ИП или телефон.  [5]

Из вторичной обмотки последнего ток направляется к переходному трансформатору, питающему выпрямитель. Вследствие этого к электромагнитным контактам подводятся переменный ток значительной величины и выпрямленный ток от выпрямителя. Обмотки намагничивающих контактов, а также шарнирный электромагнит питаются от отдельного селенового выпрямителя. Двигатель насоса для подачи суспензии или распылителя порошка на изделие включается через розетки.  [6]

Связь усилителя мощности с усилителем напряжения осуществляется через переходный трансформатор. Выходная мощность каждого электронного усилителя составляет 1 5 6 — А.  [8]

Импульс тока коллектора транзистора, протекая через первичную обмотку переходного трансформатора 7Т1 ТМС-21, накапливает в ней энергию, которая при подаче отрицательной полуволны управляющего напряжения на базу 7VT1 приводит к возникновению положительного выброса напряжения на вторичной обмотке трансформатора.  [9]

При расчетах должно учитываться затухание, вносимое в разговорные цепи переходными трансформаторами и диференциальными дросселями, устанавливаемыми для наложения телеграфной работы.  [10]

Емкость С2, включенная в схему контура, служит для уравновешивания переходного трансформатора и конденсаторов линейной цепи, блокирующих вызывные токи, а также для уравновешивания емкостной составляющей характеристического сопротивления кабеля при низших разговорных частотах.  [12]

Для записи с приемников подобного вида приходится пользоваться специальными переходными устройствами:

переходным трансформатором или, что обычно хуже, разделительными конденсаторами емкостью от 0 5 до 2 0 мкф. Технические данные трансформатора приведены на рисунке.  [13]

Чувствительный вход со сравнительно малым входным сопротивлением предназначен для подключения динамического микрофона без переходного трансформатора.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Переходные процессы в трансформаторах

§ 2.19. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТРАНСФОРМАТОРАХ

Возникновение переходных процессов. При изменении режима работы трансформатора — преднамеренном или случайном — происходит переход от одного установившегося состояния к другому. Обычно этот переходной процесс длится небольшое время (доли секунды), однако он может сопровождаться весьма опасными для трансформатора явлениями. Поэтому при проектировании и эксплуатации трансформаторов нужно учитывать их свойства в переходных режимах. Рассмотрим, как протекают наиболее типичные переходные процессы, имеющие место при коротком замыкании трансформатора и подключении его к сети.
Короткое замыкание на зажимах вторичной обмотки. Аварийный режим короткого замыкания возникает при повреждении электрической сети, неисправностях аппаратов и других устройств во вторичной цепи, ошибочных действиях обслуживающего персонала и пр.
Большие токи, возникающие в трансформаторе при коротком замыкании, могут вызвать механическое повреждение обмотки (а затем и пробой изоляции) или резкое повышение ее температуры, что угрожает целостности изоляции. Силу тока при коротком замыкании можно найти по упрощенной схеме замещения трансформатора (рис. 2.62, а). Положив для простоты, что напряжение сети не зависит от тока трансформатора, для указанной схемы получим уравнение

Lкdiк/dt + Rкiк = U1m sin (ωt + αo),                                   (2.85)

Рис. 2.62. Схема замещения трансформатора и кривые изменения тока и напряжения при коротком замыкании

где Lк — результирующая индуктивность обмоток трансформатора при коротком замыкании; U1m sin (ωt + α0) — напряжение на зажимах первичной обмотки в момент короткого замыкания.

Представим ток короткого замыкания iк, как это принято в электротехнике, в виде суммы двух токов — установившегося тока к. з. iуст и свободного тока iсв.

Установившийся ток к. з.

iуст = (U1m/Zк)sin(ωt + α0 — φк) = √2Iк.yстsin(ωt + α0 — φк),             (2.86)

где φк = arctg(Xк/Rк).

Значение свободного тока iCB определим из уравнения

Lкdiсв/dt + Rкiсв = 0,

откуда

iсв = Се-(Rк/Lк)t.                                                       (2.87)

Постоянную интегрирования найдем, положив в момент t = 0 ток iк = 0:

iк = iуст + icв = √2Iк.уст sin (α0 — φк) + С = 0,

откуда С = — √2Iк.уст sin (α0 — φк).

Таким образом, ток к. з.

iк = √2Iк уст [sin(ωt + α0 — φк) — sin(α0 — φк)е-(Rк/Lк)t

].                   (2.88)

Из уравнения (2.88) следует, что при α0 = φк свободный ток не возникает, и ток к. з. в начальный момент приобретает установившееся значение. Наибольший свободный ток при α0 = π/2 + φк. Этот режим является очень опасным для трансформатора (рис. 2.62,6), так как ток переходного процесса принимает здесь максимальное значение приблизительно через полпериода после момента короткого замыкания, т. е. при ωt = π.

Подставив в (2.88) значение α0 = π/2 + φк и t = π/ω, получим

Iкmах = — √2Iк.уст (1+е-(Rк/Xк)π)..

(2.89)

Величину Iкmах называют ударным током короткого замыкания. Отношение kуд=Iкmaх/(√2Iк.уст) называют ударным коэффициентом. В мощных трансформаторах отношение Rк/Xк ≈ (1/10÷1/15), вследствие чего kуд = 1,7 ÷ 1,8. В трансформаторах средней мощности kуд= 1,2 ÷ 1,3. В трансформаторах малой мощности активное сопротивление больше индуктивного и практически переходным режимом можно пренебречь, так как е-(Rк/Xк)π ≈ 0.

Установившийся ток к. з. при питании трансформатора от источника электрической энергии бесконечно большой мощности с напряжением

Ulном можно выразить через номинальный ток трансформатора:

Iк.уст = (Ulном/Zк) (Iном/Iном) = IномUlном/Uк =  100Iном/ик.                       (2.90)

При реальных условиях работы трансформаторов, т. е. при питании от источника ограниченной мощности, ток Iк.уст вычисляют по формуле, учитывающей реактивное сопротивление сети:

Iк.уст = 100Iном/{ик(1 + 100Sном/(икSк)]},

(2.91)

где Sном — номинальная мощность трансформатора;

Sк— мощность короткого замыкания электрической сети.

В трансформаторах средней и большой мощности напряжение ик обычно составляет 5 —15 %, поэтому установившийся ток к. з. в 6—20 раз больше номинального тока. Согласно ГОСТу силовые трансформаторы должны выдерживать без повреждения ток Iк.уст = 25Iном.

В автотрансформаторах сопротивление короткого замыкания Zк и напряжение ик меньше, чем в двухобмоточных трансформаторах той же номинальной мощности, вследствие чего установившийся и ударный токи короткого замыкания в автотрансформаторах обычно больше. Некоторые автотрансформаторы не могут выдерживать без повреждений токи к. з., и их следует ограничивать до безопасных значений путем включения реакторов.

В трансформаторах и автотрансформаторах малой мощности отношение Iк.уст/Iном значительно меньше, чем в мощных трансформаторах.

При коротких замыканиях обмотки трансформаторов сильно нагреваются и на них действуют значительные электромагнитные силы. В трансформаторах при аварийных процессах короткого замыкания температура обмоток θк не должна превышать значений, указанных в табл. 2.8.

Для выполнения этого условия необходимо, чтобы длитель­ность короткого замыкания, т. е. время срабатывания защиты было меньше времени tк,требуемого для достижения опасного нагрева.

При установлении времени tк принимают, что из-за кратковременности работы трансформатора в режиме короткого замыкания процесс нагревания его обмоток происходит адиабатически, т. е. что выделяемая в них теплота не передается окружающей среде. Кроме того, пренебрегают свободной составляющей тока (она практически затухает через 0,03 — 0,6 с) и оценивают интенсивность нарастания температуры по установившемуся току короткого замыкания. При этих условиях время tк(с), в течение которого медная обмотка достигает температуры 250 °С,

tк ≈ 2,5 (ик/Δк)2,                    (2.92)

а алюминиевая обмотка достигает температуры 200 °С

tк ≈ 0,56 (uк/Δк)2,                  (2.93)

где Δк — плотность тока при коротком замыкании и токе, подсчитанном по формуле (2.91).

Для масляных трансформаторов с медными и алюминиевыми обмотками длительность короткого замыкания не должна превышать 5 с. Обычно при внешних коротких замыканиях современная быстродействующая защита отключает трансформатор от сети значительно раньше, чем температура его обмоток достигает предельных значений. Однако при внутренних коротких замыканиях в трансформаторе ток в замкнутых накоротко витках возрастает в еще большей степени, чем при коротком замыкании всей обмотки.

Таблица 2.8

Тип трансформатора	Максимально допустимая температура при обмотках, оС
	медных	алюминиевых
Масляные трансформаторы с изоляцией класса нагревостойкости А	250	200
Сухие трансформаторы с изоляцией клас­ са нагревостойкости А	180	180
То же, с изоляцией класса нагревостой­ кости   Е	250	200
То же, с изоляцией классов нагрево­ стойкости В, F,  Н	350	200

Это объясняется тем, что при уменьшении числа замкнутых витков ЭДС, действующая в короткозамкнутом контуре, снижается пропорционально числу витков в первой степени, а сопротивление контура (оно определяется индуктивностью замкнутых витков) — пропорционально квадрату числа витков. Поэтому при внутренних коротких замыканиях проводники замкнутых витков частично расплавляются, и в трансформаторе могут возникнуть значительные повреждения.

Электромагнитные силы создаются в трансформаторах в результате взаимодействия тока в обмотке с магнитным полем рассеяния. Реально возникающее поле рассеяния (рис. 2.63, а) можно представить в виде суммы двух полей; продольного с индукцией Вd, магнитные линии которого направлены па-раллельно оси обмотки, и поперечного с индукцией Вq, линии которого расходятся радиально. Наличие поперечного поля обусловлено краевым эффектом, возникающим вследствие конечных значений высоты и ширины обмотки: чем выше обмотка, тем меньше поперечное поле. При взаимодействии этих полей с током обмотки возникают электромагнитные силы: радиальные Fq, стремящиеся сжать внутреннюю обмотку и растянуть внешнюю, и аксиальные Fd, стремящиеся сжать обмотку в продольном направлении.

Рис. 2.63. Электромагнитные силы, воздействующие на обмотки трансформатора при коротком замыкании

При отключении в одной из обмоток части витков для регулирования напряжения характер распределения магнитного поля рассеяния изменяется и возникает дополнительное поперечное поле с индукцией B’q (рис. 2.63,6). В результате появляются дополнительные аксиальные силы F’d, стремящиеся увеличить имеющуюся несимметрию в расположении витков обмоток. При симметричном расположении отключаемых витков по высоте силы F’d имеют наименьшее значение. При отключении части витков, расположенных у верхнего или нижнего краев обмотки, они сильно возрастают, вследствие чего возникают силы, которые могут разрушить ярмовую изоляцию трансформатора и обмотки.

В трансформаторах большой мощности механические уси­лия, действующие на обмотки, при коротких замыканиях весьма велики и поэтому требуется принимать специальные меры, обеспечивающие механическую прочность обмоток. Поскольку электромагнитные силы пропорциональны квадрату тока, для маломощных трансформаторов опасность механического повреждения обмоток незначительна. Для этих трансформаторов более опасно чрезмерное нагревание обмоток.

Включение ненагруженного трансформатора в сеть. Рассмотрим случай включения однофазного трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке. Исходя из схемы замещения трансформатора при холостом ходе (рис. 2.64, а), можно составить уравнение

L0di0/dt + R0i0 = U1msin (ωt + α0).                                   (2.94)

Это уравнение по структуре подобно уравнению (2.85) и отличается от него только коэффициентами L0и R0 (вместо Lк и Rк). Однако пользоваться им нельзя, так как L0 определяется потоком, замыкающимся по стали, и, следовательно, является переменной величиной.

Рис. 2.64. Схема замещения и кривые изменения потока и намагничивающего   тока   при   включении   ненагруженного трансформатора в сеть

В уравнении (2.94) вместо переменной i0 целесообразно ввести переменную Ф, которую можно определить из уравнения L0i0 — w1Ф. При этом получим

w1dФ/dt + w1(R0/L0)Ф = U1msin (ωt + α0).                           (2.95)

Приближенное решение уравнения (2.95) можно получить, полагая L0 ≈ const; погрешность в данном случае небольшая, так как R0 << ωL0. По аналогии с уравнением (2.85), имеющим ту же структуру, имеем

Ф = Фуст + Фсв = Фт sin (ωt + α0 — φ0) + Се —(Ro/Lo)t.                  (2.96)

Так как ωL0 >> R0, то φ0 ≈ π/2 и, следовательно,

Ф = — Фm cos(ωt + α0) + Се —(Ro/Lo)t.                                      (2.97)

Постоянную интегрирования найдем из начальных условий: при t = 0 поток Ф = ±Фост, где Фост — остаточный магнитный поток, достигающий иногда в трансформаторе значения 0,5Фт. При этом постоянная интегрирования С = Фт cos α0 ± Фост, а выражение (2.97) принимает вид

Ф = — Фтcos(ωt + α0) + (Фтcos α0 ± Фост) е —(Ro/Lo)t.

(2.98)

Наиболее благоприятные условия включения при α0 = π/2 и Фост = 0. В этом случае

Ф=Фт sin ωt,                                                       (2.99)

т. е. с первого же момента в трансформаторе устанавлива¬ется номинальный магнитный поток.

Наиболее неблагоприятно включение трансформатора при α0 = 0 и противоположном по знаку потоку Фост. Тогда

Ф = — Фтcos ωt + (Фт + Фост) е —(Ro/Lo)t.                               (2.100)

В этом случае через полпериода после включения поток достигает максимума (рис. 2.64,6):

Фmах ≈ 2Фm + Фост ≈ (2÷2,5) Фт.

(2.101)

Двукратной амплитуде потока соответствует намагничивающий ток Iμmах, в десятки и сотни раз (рис. 2.64, в) превышающий амплитуду установившегося тока холостого хода, что объясняется насыщением стали. Это следует учитывать при регулировании защитных устройств, чтобы не получалось ложных срабатываний защиты при включении трансформатора.

Глава 4. Переходные процессы в трансформаторах § 4.1. Переходные процессы при включении и при внезапном коротком замыкании трансформаторов

При переходе трансформатора из одного уста­новившегося режима в другой возникают переход­ные процессы. Так как каждый установившийся режим характеризуется определенным значением энергии электромагнитных полей, то в течение переходного процесса происходит изменение энергии этих полей. Наибольший практический интерес представляют переходные процессы при включении трансформатора и коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки.

Включение трансформатора в сеть. В этом случае результирующий магнитный поток можно рассматривать как сумму трех составляющих:

Ф = Ф_уст+Ф_пер±Ф_ост (4.1)

где Фуст — магнитный поток установившийся; Ф_пев — магнитный поток переходного процесса; Фост — магнитный поток остаточного магнетизма, направ­ленный либо согласно с установившимся потоком (знак «+»), либо встречно ему (знак «-»).

Магнитный поток переходного процесса затухающий и постоянен по направлению.

Рис. 4.1. Графики перехода процессов при включении трансформатора (а) и определение тока включения трансформа по кривой намагничивания (б)

Наиболее благоприятный случай включения трансформатора в сеть будет при потоке остаточного магнетизма, направленном встречно установившемуся потоку, и мгновенном значении первичного напряжения u₁ = 0. При этом магнитный поток установившийся Фуст будет максимальным, так как он отстает по фазе от напряжения на угол приблизительно 90° (рис. 4.1, а). Магнитный поток Ф становится наибольшим приблизительно через половину периода после включения трансформатора. Если магнитопровод трансформатора не насыщен, то в момент включения трансформатора в первичной обмотке появится намагничивающий ток, пропорциональный магнитному потоку. Если же магнитопровод трансформатора насыщен, то при включении трансформатора намагничивающий ток включения достигает значительной силы, называемой сверхтоком холостого хода. Из построений, сделанных на кривой намагничивания (рис. 4.1, б), видно, что при магнитном потоке, превышающем в два раза установившееся значение Ф = 2Ф_уст, сверхток холостого хода достигает силы, во много раз превышающей установившееся значение тока х.х. (I_1вкл>>I₀). При наиболее неблагоприятных условиях сверхток х.х. может в 6—8 раз превысить номинальное значение первичного тока.

Так как длительность переходного процесса невелика и не превышает нескольких периодов переменного тока, то ток включения для трансформатора не опасен. Однако его следует учитывать при регулировке аппаратуры защиты, чтобы в момент включения трансформатора не произошло его неправильного отключения от сети. Бросок тока включения следует также учитывать при наличии в цепи первичной обмотки трансформатора чувствительных измерительных приборов. Во избежание поломки этих приборов нужно до включения трансформатора в сеть шунтировать их токовые обмотки.

Внезапное короткое замыкание на зажимах вторичной обмотки трансформатора. Оно возникает из-за различных неисправностей: механического повреждения изоляции или ее электрического пробоя при перенапряжениях, ошибочных действиях обслуживающего персонала и др. Короткое замыкание — это аварийный режим который может привести к разрушению трансформатора.

При внезапном коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки в трансформаторе возникает переходный процесс, сопровождаемый возникновением большого мгновенного тока к.з. i_к. Этот ток можно рассматривать как результирующий двух токов установившегося тока i_к.уст и тока переходного процесса i_к.пер, постоянного по направлению, но убывающего по экспоненциальному закону.

(4.2)

Наиболее неблагоприятные условия к.з. могут быть в момент когда мгновенное значение первичного напряжения равно нулю(u₁ = 0). На рис. 4.2 построена кривая тока к.з, i_к для этого условия. Ток внезапного к.з. (ударный ток) может достигать двойногозначения установившегося тока к.з. и в 20—40 раз превышать номинальное значение тока.

Рис. 4.2. Графики переходных процессов при внезапном к.з.

Переходный процесс при внезапном к.з. у трансформаторов малой мощности длится не более одного периода, а у трансформаторов большой мощности — 6—7 периодов. Затем трансформатор переходит в режим установившегося к.з., при этом в обмотках протекают токи i_к.уст, значения которых хотя и меньше тока i_к при переходном процессе, но все же во много раз превышают номи­нальное значение тока. Через несколько секунд срабатывают защитные устройства, отключаю­щие трансформатор от сети. Но несмотря на кратковременность процесса к.з., он представляет собой значительную опасность для обмоток трансформатора: во-первых, чрезмерно большой ток к.з. резко повышает температуру обмотки, что может повредить ее изоляцию; во-вторых, резко увеличиваются электромагнитные силы в обмотках трансформатора.

Значение удельной электромагнитной силы, действующей на витки обмоток, определяют произведением магнитной индукции поля рассеяния В_ на ток i в витке обмотки:

F = B_i, (4.3)

где F — удельная электромагнитная сила, Н/м.

Но с увеличением тока растет также и индукция поля рассеяния, поэтому сила растет пропорционально квадрату тока (F = i²). Так, если в витке ток i = 100 А и индукция В_ = 0,1 Тл, то F = 0,1100 = 10 Н/м. Такая си­ла не вызывает заметных деформаций витков обмотки. Но если при внезапном к.з. бросок тока достигнет значения i_к, превышающего номинальный ток в 30 раз, то электромагнитная сила возрастет в 900 раз и станет равной 9000 Н/м. Такая сила может вызвать значительные механические разрушения в трансформаторе (рис. 4.3). Все это необходимо учитывать при проектировании трансформаторов и создавать достаточно прочные конструкции обмоток и надежное их крепление на сердечниках.

Рис. 4.3. Разрушение обмоток трансформатора при к.з.

переходной трансформатор — это… Что такое переходной трансформатор?



переходной трансформатор

 

переходной трансформатор
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]

Тематики

• электротехника, основные понятия

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

• переходной торф
• расчётный график

Смотреть что такое «переходной трансформатор» в других словарях:

• трансформатор — Рис. 1. Разделительный трансформатор. Рис. 1. Разделительный трансформатор: 1 трансформатор; 2 розетка; 3 декоративная крышка. трансформатор — электрический аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в… …   Энциклопедия «Жилище»

• РЕНТГЕНОТЕХНИКА — РЕНТГЕНОТЕХНИКА. Содержание: Рентгеновские трубки……………659 Трансформаторы………………665 Работа трубки и требования к аппаратам …. 668 Выпрямители тока……………..6 70 Аппараты…………………671 Методы измерения лучен …   Большая медицинская энциклопедия

• ВЛ80 — ВЛ80 …   Википедия

• Электропоезд ЭР2 — ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка Основные данные …   Википедия

• Поезд спутник — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• ЭС2 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• Электропоезд ЭМ4 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• ЭМ4 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• ЭМ-4 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• ЭМ4 «Спутник» — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

8. Переходные процессы в трансформаторах

При всяких изменениях режима работы трансформаторов: преднамеренно или случайно происходит переходной процесс. Обычно переходной процесс длится небольшое время (доли секунд) однако он может сопровождаться весьма серьёзными и опасными для трансформаторов явлениями. Поэтому при проектировании и эксплуатации трансформаторов на их свойства в переходных режимах нужно обращать такое же внимание, как и на свойства в установившихся режимах. Рассмотрим как протекает наиболее типичные переходные процессы.

8.1 Включение ненагруженного трансформатора в сеть

Рисунок 8.1

Процесс описывается следующими уравнениями:

(8.1)

где ₀ – фаза включения трансформатора.

В уравнении (8.1) индуктивность L₀ величина переменная, зависящая от Ф₀, поэтому введём в уравнение (8.1) переменную Ф₀, которую можно определить из формулы .

; , (8.2)

При этом получим

(8.3)

Приближённое решение можно получить, полагая L₀ = пост. и .

Решение дифференциального уравнения (8.3) имеет вид:

, (8.4)

где ₀ – фазовый угол между векторами напряжения и тока, равный .

Так как L₀  r₀, то ₀  , то уравнение (8.4) имеет вид:

, (8.5)

При t = 0 поток Ф₀ = + Ф_ост., где Ф_ост. – остаточный магнитный поток.

Ф_ост. = 0,5Ф_m.

(8.6) Окончательно

, (8.7)

Наиболее благоприятные условия будут при α₀=π/2 и Ф_ост.=0. В этом случае

, (8.8)

т.е. с момента включения в трансформаторе установится номинальный магнитный поток.

Наиболее неблагоприятным будет включение трансформатора при α₀=0 и противоположным по знаку потока Ф_ост., тогда

, (8.9)

В этом случае через пол периода после включения поток достигает максимума.

, (8.10)

Двукратной амплитуде потока соответствует намагничивающий ток I_μ в десятки и сотни раз превышающий амплитуду установившегося тока холостого тока (рисунок 8.2).

Рисунок 8.2

Это следует учитывать при регулировании защитных устройств, чтобы не было ложных срабатываний защиты при включении трансформаторов. Возникают также большие перенапряжения на обмотках трансформатора.

которые могут привести к пробою изоляции.

На рисунке 8.3 показан график переходного процесса при включении трансформатора на холостом ходу.

Рисунок 8.3

8.2 Короткое замыкание на зажимах вторичной обмотки трансформатора

Короткое замыкание является аварийным режимом, при котором трансформатор быстро выходит из строя.

Схема замещения режима короткого замыкания показана на рисунке 8.4.

Рисунок 8.4

, (8.11)

где α_κ-фаза короткого замыкания.

(8.12)

I_к.уст. — действующее значение установившегося тока короткого замыкания. i_св. – определяется из характеристического уравнения.

, (8.13)

Постоянная интегрирования С находится из условий при t =0 i_k=0

, (8.14)

Таким образом, ток короткого замыкания

, (8.15)

Из уравнения 8.15 видно, что при α_к=φ_к

, (8.16)

свободного тока нет и ток короткого замыкания сразу принимает установившееся значение.

Наиболее опасный режим короткого замыкания при α_к=π/2+φ_к. В этом случае через время t=π/ω, ωt=π получаем

, (8.17)

где I_к.уд – ударный ток короткого замыкания

График тока короткого замыкания показан на рисунке 8.5.

Рисунок 8.5

Установившейся ток короткого замыкания можно выразить через номинальный ток I_H.

, (8.18)

В силовых трансформаторах напряжение короткого замыкания обычно составляет (4-10)%, следовательно

Согласно ГОСТ силовые трансформаторы должны выдерживать, при повреждении, ток I_{к. уст}=25I_H до срабатывания защиты. Время короткого замыкания не должно превышать для масляных трансформаторов , но не более 5с.

При коротких замыканиях обмотки трансформаторов сильно нагреваются и а них действуют значительные электромагнитные силы

F_cI³

Глава 4. Переходные процессы в трансформаторах § 4.1. Переходные процессы при включении и при внезапном коротком замыкании трансформаторов

При переходе трансформатора из одного уста­новившегося режима в другой возникают переход­ные процессы. Так как каждый установившийся режим характеризуется определенным значением энергии электромагнитных полей, то в течение переходного процесса происходит изменение энергии этих полей. Наибольший практический интерес представляют переходные процессы при включении трансформатора и коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки.

Включение трансформатора в сеть. В этом случае результирующий магнитный поток можно рассматривать как сумму трех составляющих:

Ф = Ф_уст+Ф_пер±Ф_ост (4.1)

где Фуст — магнитный поток установившийся; Ф_пев — магнитный поток переходного процесса; Фост — магнитный поток остаточного магнетизма, направ­ленный либо согласно с установившимся потоком (знак «+»), либо встречно ему (знак «-»).

Магнитный поток переходного процесса затухающий и постоянен по направлению.

Рис. 4.1. Графики перехода процессов при включении трансформатора (а) и определение тока включения трансформа по кривой намагничивания (б)

Наиболее благоприятный случай включения трансформатора в сеть будет при потоке остаточного магнетизма, направленном встречно установившемуся потоку, и мгновенном значении первичного напряжения u₁ = 0. При этом магнитный поток установившийся Фуст будет максимальным, так как он отстает по фазе от напряжения на угол приблизительно 90° (рис. 4.1, а). Магнитный поток Ф становится наибольшим приблизительно через половину периода после включения трансформатора. Если магнитопровод трансформатора не насыщен, то в момент включения трансформатора в первичной обмотке появится намагничивающий ток, пропорциональный магнитному потоку. Если же магнитопровод трансформатора насыщен, то при включении трансформатора намагничивающий ток включения достигает значительной силы, называемой сверхтоком холостого хода. Из построений, сделанных на кривой намагничивания (рис. 4.1, б), видно, что при магнитном потоке, превышающем в два раза установившееся значение Ф = 2Ф_уст, сверхток холостого хода достигает силы, во много раз превышающей установившееся значение тока х.х. (I_1вкл>>I₀). При наиболее неблагоприятных условиях сверхток х.х. может в 6—8 раз превысить номинальное значение первичного тока.

Так как длительность переходного процесса невелика и не превышает нескольких периодов переменного тока, то ток включения для трансформатора не опасен. Однако его следует учитывать при регулировке аппаратуры защиты, чтобы в момент включения трансформатора не произошло его неправильного отключения от сети. Бросок тока включения следует также учитывать при наличии в цепи первичной обмотки трансформатора чувствительных измерительных приборов. Во избежание поломки этих приборов нужно до включения трансформатора в сеть шунтировать их токовые обмотки.

Внезапное короткое замыкание на зажимах вторичной обмотки трансформатора. Оно возникает из-за различных неисправностей: механического повреждения изоляции или ее электрического пробоя при перенапряжениях, ошибочных действиях обслуживающего персонала и др. Короткое замыкание — это аварийный режим который может привести к разрушению трансформатора.

При внезапном коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки в трансформаторе возникает переходный процесс, сопровождаемый возникновением большого мгновенного тока к.з. i_к. Этот ток можно рассматривать как результирующий двух токов установившегося тока i_к.уст и тока переходного процесса i_к.пер, постоянного по направлению, но убывающего по экспоненциальному закону.

(4.2)

Наиболее неблагоприятные условия к.з. могут быть в момент когда мгновенное значение первичного напряжения равно нулю(u₁ = 0). На рис. 4.2 построена кривая тока к.з, i_к для этого условия. Ток внезапного к.з. (ударный ток) может достигать двойногозначения установившегося тока к.з. и в 20—40 раз превышать номинальное значение тока.

Рис. 4.2. Графики переходных процессов при внезапном к.з.

Переходный процесс при внезапном к.з. у трансформаторов малой мощности длится не более одного периода, а у трансформаторов большой мощности — 6—7 периодов. Затем трансформатор переходит в режим установившегося к.з., при этом в обмотках протекают токи i_к.уст, значения которых хотя и меньше тока i_к при переходном процессе, но все же во много раз превышают номи­нальное значение тока. Через несколько секунд срабатывают защитные устройства, отключаю­щие трансформатор от сети. Но несмотря на кратковременность процесса к.з., он представляет собой значительную опасность для обмоток трансформатора: во-первых, чрезмерно большой ток к.з. резко повышает температуру обмотки, что может повредить ее изоляцию; во-вторых, резко увеличиваются электромагнитные силы в обмотках трансформатора.

Значение удельной электромагнитной силы, действующей на витки обмоток, определяют произведением магнитной индукции поля рассеяния В_ на ток i в витке обмотки:

F = B_i, (4.3)

где F — удельная электромагнитная сила, Н/м.

Но с увеличением тока растет также и индукция поля рассеяния, поэтому сила растет пропорционально квадрату тока (F = i²). Так, если в витке ток i = 100 А и индукция В_ = 0,1 Тл, то F = 0,1100 = 10 Н/м. Такая си­ла не вызывает заметных деформаций витков обмотки. Но если при внезапном к.з. бросок тока достигнет значения i_к, превышающего номинальный ток в 30 раз, то электромагнитная сила возрастет в 900 раз и станет равной 9000 Н/м. Такая сила может вызвать значительные механические разрушения в трансформаторе (рис. 4.3). Все это необходимо учитывать при проектировании трансформаторов и создавать достаточно прочные конструкции обмоток и надежное их крепление на сердечниках.

Рис. 4.3. Разрушение обмоток трансформатора при к.з.

переходной трансформатор — это… Что такое переходной трансформатор?



переходной трансформатор

1. conversion transformer

 

переходной трансформатор
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]

Тематики

• электротехника, основные понятия

EN

Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии. academic.ru. 2015.

• переходной слой
• переходной трубный шаблон

Смотреть что такое «переходной трансформатор» в других словарях:

• переходной трансформатор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN conversion transformer …   Справочник технического переводчика

• трансформатор — Рис. 1. Разделительный трансформатор. Рис. 1. Разделительный трансформатор: 1 трансформатор; 2 розетка; 3 декоративная крышка. трансформатор — электрический аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в… …   Энциклопедия «Жилище»

• РЕНТГЕНОТЕХНИКА — РЕНТГЕНОТЕХНИКА. Содержание: Рентгеновские трубки……………659 Трансформаторы………………665 Работа трубки и требования к аппаратам …. 668 Выпрямители тока……………..6 70 Аппараты…………………671 Методы измерения лучен …   Большая медицинская энциклопедия

• ВЛ80 — ВЛ80 …   Википедия

• Электропоезд ЭР2 — ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка Основные данные …   Википедия

• Поезд спутник — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• ЭС2 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• Электропоезд ЭМ4 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• ЭМ4 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• ЭМ-4 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия

• ЭМ4 «Спутник» — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия …   Википедия