Trafo kısa devre modu
Transformatörün kısa devre modu, sekonder sargının terminallerinin sıfır dirençli (ZH = 0) bir akım iletkeni tarafından kapatıldığı bir moddur. Çalışma sırasında transformatörün kısa devresi, bir acil durum modu oluşturur, çünkü ikincil akım ve dolayısıyla birincil akım, nominal olana kıyasla birkaç on kat artar. Bu nedenle trafolu devrelerde kısa devre durumunda trafoyu otomatik olarak kapatan koruma sağlanır.
Laboratuar koşullarında, sekonder sargının terminallerinin kısa devre olduğu ve primer sargıdaki akımın olduğu primer sargıya bir Uk geriliminin uygulandığı bir transformatör kısa devre testi yapmak mümkündür. nominal değeri (Ik < I1nom) aşmamalıdır. Bu durumda, Ik = I1nom ile yüzde olarak ifade edilen Uk gerilimi uK ile gösterilir ve transformatörün kısa devre gerilimi olarak adlandırılır. BT trafonun karakteristiğipasaportta belirtilir.
Böylece (%):
burada U1nom anma primer voltajıdır.
Kısa devre voltajı, transformatör sargılarının daha yüksek voltajına bağlıdır. Örneğin, 6-10 kV daha yüksek bir voltajda uK = %5,5, 35 kV'da uK = %6,5 ÷ %7,5, 110 kV'da uK = %10,5, vb. Görüldüğü gibi anma gerilimi arttıkça trafonun kısa devre gerilimi de artmaktadır.
Uc gerilimi, anma primer geriliminin %5-10'u olduğunda, mıknatıslama akımı (yüksüz akım) 10-20 kat veya daha fazla azalır. Bu nedenle, kısa devre modunda şu kabul edilir:
Ana manyetik akı F de 10-20 kat azalır ve sargıların kaçak akımları ana akı ile orantılı hale gelir.
Transformatörün sekonder sargısı kısa devre edildiğinde uçlarındaki gerilim U2 = 0, e. vesaire. s. çünkü biçimi alır
ve transformatör için voltaj denklemi şu şekilde yazılır:
Bu denklem, Şekil l'de gösterilen trafo eşdeğer devresine karşılık gelir. 1.
Denkleme karşılık gelen kısa devre trafosunun vektör diyagramı ve Şekil l'deki diyagram. 1, ŞEK. 2. Kısa devre geriliminin aktif ve reaktif bileşenleri vardır. Bu gerilimlerin ve akımların vektörleri arasındaki φk açısı, trafo direncinin aktif ve reaktif endüktif bileşenleri arasındaki orana bağlıdır.
Pirinç. 1. Kısa devre durumunda transformatörün eşdeğer devresi
Pirinç. 2. Kısa devre durumunda transformatörün vektör diyagramı
Anma gücü 5-50 kVA olan transformatörler için XK / RK = 1 ÷ 2; anma gücü 6300 kVA veya daha fazla olan XK / RK = 10 veya daha fazla. Bu nedenle, yüksek güçlü transformatörler için UK = Ucr ve empedansın ZK = Xk olduğuna inanılmaktadır.
Kısa devre deneyimi.
Bu deney, yüksüz deney gibi, transformatörün parametrelerini belirlemek için yapılır. Sekonder sargının metal bir jumper veya sıfıra yakın dirençli bir tel ile kısa devre edildiği bir devre kurulur (Şekil 3). Birincil sargıya, içindeki akımın I1nom nominal değerine eşit olduğu bir Uk voltajı uygulanır.
Pirinç. 3. Transformatör kısa devre deneyinin şeması
Ölçüm verilerine göre, transformatörün aşağıdaki parametreleri belirlenir.
Kısa devre gerilimi
burada UK, I1'de bir voltmetre ile ölçülen voltajdır, = I1nom Kısa devre modunda, UK çok küçüktür, dolayısıyla yüksüz kayıplar nominal voltajdakinden yüzlerce kat daha küçüktür. Böylece, Ppo = 0 olduğunu ve wattmetre tarafından ölçülen gücün, trafo sargılarının aktif direncinden kaynaklanan güç kaybı Ppk olduğunu varsayabiliriz.
I1, = I1nom akımında, elektrik kayıpları veya kısa devre kayıpları olarak adlandırılan Rpk.nom sargılarını ısıtmak için nominal güç kayıpları elde edilir.
Transformatör için voltaj denkleminden ve eşdeğer devreden (bkz. Şekil 1), elde ederiz
burada ZK, transformatörün empedansıdır.
Uk ve I1'i ölçerek trafo empedansını hesaplayabilirsiniz.
Kısa devre sırasındaki güç kaybı, formülle ifade edilebilir.
Dolayısıyla trafo sargılarının aktif direnci
wattmetre ve ampermetre okumalarından bulunur. Zk ve RK'yi bilerek, sargıların endüktif direncini hesaplayabilirsiniz:
Transformatörün Zk, RK ve Xk'sini bilerek, ana deltanın kısa devre gerilimlerini (Şekil 2'deki OAB üçgeni) oluşturabilir ve ayrıca kısa devre geriliminin aktif ve endüktif bileşenlerini belirleyebilirsiniz:
