11. Переходные процессы при включении и при внезапном коротком замыкании трансформаторов.

вкл кз

Результирующий маг.поток где Ф_ост- остаточный маг.поток. Маг.поток переходного процесса — затухающий и постоянен по направлению. Наиболее благоприятный случай при потоке остаточного магнетизма, направленном встречно установившемуся потоку, и при мгновенном значении первичного напряжения Ui = О. При этом Фуст будет макс., так как он отстает по фазе от напряжения на угол приблизительно 90° (рис. 43, а). Маг.поток Ф становится наибольшим приблизительно через половину периода после включения. Если магнитопровод не насыщен, то в момент включения в первичной обмотке появится намаг.ток, пропорциональный маг.потоку. Если насыщен, то намаг. ток включения достигает более значительного броска. На кривой намагничивания (рис. б), видно, что при маг.потоке, превышающем в два раза установившееся значение Ф — Фуст, намаг.ток включения достигает величины, во много раз превышающей установившееся значение тока х.х. Т.к. длительность переходного процесса несколько периодов переменного тока, то ток включения не представляет опасности для трансформатора. Но этот ток следует учитывать при регулировке аппаратуры защиты, чтобы в момент включения не произошло отключения. Бросок тока включения следует также учитывать при наличии в цепи первичной обмотки трансформатора чувствительных измерительных приборов.Внезапное к.з. При внезапном КЗ на зажимах вторичной обмотки возникает переходный процесс, который сопровождается возникновением большого мгновенного тока КЗ i_K. Этот ток - результирующий двух: уст. тока КЗ IК уст и тока переходного процесса Iк пер: Наиболее неблагоприятные условия КЗ могут быть в момент, когда мгновенное значение первичного напряжения равно нулю . На рис.КЗ построена кривая тока КЗ iK для этого условия. Ток внезапного КЗ (ударный ток) может достигать двойного значения установившегося тока КЗ и в 20—40 раз превышать номинальное значение тока. трансформатор переходит в режим установившегося КЗ, при котором в обмотках протекают токи, величина которых хотя и меньше тока при переходном процессе, но все же во много раз превышает ном.значение тока. Через несколько секунд срабатывают защитные устройства, отключающие трансформатор от сети. Но несмотря на кратковременность процесса КЗ, он представляет собой значительную опасность для обмоток трансформатора: во-первых, чрезмерно большой ток КЗ резко повышает температуру обмотки,; во-вторых, резко увеличиваются электромагнитные силы в обмотках трансформатора. Величина элмагсилы, действующей на витки обмоток, определяется произведением магнитной индукции поля рассеяния на величину тока в витке обмотки: гдеF—удельная электромагнитная сила,Н/м. Но с увеличением тока растет также и индукция поля рассеяния, поэтому сила растет пропорционально квадрату тока. Если при внезапном КЗ бросок тока достигнет значения iK, 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.

(лабораторные — на четыре класса: 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Обозначение класса соответствует величине относительной погрешности γuпри номинальном напряжении U_lном.

Для уменьшения погрешностей γ_u и δ_u сопротивления обмоток трансформатора Z₁ и Z₂ делают по возможности малыми, а магнитопровод выполняют из высококачественной стали достаточно большого поперечного сечения, чтобы в рабочем режиме он не был насыщен. Благодаря этому обеспечивается значительное уменьшение тока холостого хода.

Трансформатор тока. Его выполняют в виде двухобмоточного повышающего трансформатора (рис. 2.73, а). Первичной обмоткой трансформатора служит медный стержень, проходящий внутри изолятора (рис. 2.73,6).

Сопротивления обмоток приборов обычно малы. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания, при котором токи I₁ и I'₂ во много раз больше тока I₀,  можно считать, что

I₁ = I'₂ = I₂/k.                                               (2.114)

из-за наличия холостого хода I₀ ≈ Iμ в рассматриваемом трансформаторе I₁≠ I₂ и между векторами этих токов имеется угол(рис, 2.71, в). Это создает погрешность В зависимости от погрешностей трансформаторы тока подразделяют на пять классов точности: стационарные — на классы 0,2; 0,5; 1; 3 и 10; лабораторные — на классы 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2).

(14)