Ma’ruza: Transformatorning yuksiz ishlash va qisqa tutashuv rejimlarida ro‘y beradigan elektr magnit jarayonlar

Qisqa tutashuv tajribasi.

Tajriba birlamchi o'rashga va qisqa tutashgan ikkilamchi o'rashga qo'llaniladigan kamaytirilgan kuchlanish bilan amalga oshiriladi (4.6-rasmga qarang). Bunday holda U₂ = 0, va oqimlar I_nom ga teng,
𝑈₁ = −𝐸₁ + 𝐼₁𝑧₁; (4.6)
0 = 𝐸^{`</sup> − 𝐼<sup>`} 𝑧^` ; (4.7)
2 2 2

2
𝐼₁ = −𝐼<sup>`</sup> . (4.8)
Past kuchlanishdagi I<sub>o</sub> magnitlangan oqim kichik bo'lgani uchun, qisqa tutashuv tajribasida I<sub>o</sub> = 0 deb taxmin qilishimiz mumkin, bu I<sub>1</sub> = I`₂ ni anglatadi.
Qisqa tutashuv xususiyatlari ko'rsatilgan (4.6-rasm).
Salt ishlash rejimi.
4.6-rasm. Transformatorning qisqa tutashuv xususiyatlari (P = 100 kVA, f = 50 Hz, U = 6.3-0.22 kV).
Qisqa tutashuv tajribasida transformator to'yinmagan, shuning uchun kuchlanish kuchayib boradigan joriy I_qchiziqli ravishda o'zgaradi. Qisqa tutashuv toklari oqimning kvadratiga mutanosibdir. Kuchlanish o'zgarganda quvvat koeffitsienti cos𝜑_𝑞 doimiy bo'lib qoladi, chunki faol va reaktiv tarkibiy qismlar o'rtasidagi nisbat deyarli o'zgarishsiz qoladi.
Qisqa tutashuv tajribasidan

𝑃_𝑞
𝑐𝑜𝑠𝜑_𝑞 = _{𝑚𝑈 𝐼}
; (4.9)

𝑈_𝑞
𝑧 = ; 𝑟

= 𝑧

𝑐𝑜𝑠𝜑
𝑞 𝑞

; 𝑥

⁼ √^{𝑧2 − 𝑟2. (4.10)}

𝑞 _𝐼𝑞 𝑞 𝑞
𝑞 𝑞
𝑞 𝑞

Tajribani o'tkazayotganda, nominal toklar transformator cho’lg’amlari orqali oqib chiqishini yodda tutish kerak, bu cho’lg’amlarni isitish tufayli o'zgarishi mumkin. Tajriba o'tkazayotganda, cho’lg’amlarning qarshiligini 75⁰C haroratga o’tkazish kerak.
Qisqa tutashuvlar misda tezlashadi. Po'latdagi yo'qotishlarni e'tiborsiz qoldirish mumkin, chunki tajriba nominaldan 10-20 baravar past kuchlanishda amalga oshiriladi va po'latdagi yo'qotishlar kuchlanish maydoniga mutanosibdir. Shuning uchun po'latda qisqa tutashuv tajribasida yo'qotish, qisqa tutashuv tajribasi U_nombilan solishtirganda 100-400 marta kamroq.
Qisqa tutashuv yo'qotilishini formuladan topish mumkin
𝑃_𝑞 = 𝑚𝑈_𝑞𝐼_𝑞𝑐𝑜𝑠𝜑_𝑞 = 𝑚𝐼²𝑟 , ⁽4.11⁾

2
Bu yerda 𝑟_𝑞 = 𝑟₁ + 𝑟^`.
𝑞 𝑞

Transformatorlar nazariyasida qisqa tutashuvdagi kuchlanish tushunchasi katta ahamiyatga ega U_q- bu qisqa tutashuv tajribasida transformator cho’lg’amlarida nominal oqimlar oqadigan kuchlanish.

Qisqa tutashuvdagi kuchlanish quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:
^𝑈𝑞.𝑛𝑜𝑚
𝑈_𝑞 = _𝑈 100 % , (4.12)

Bu yerda:
^𝑈𝑞.𝑛𝑜𝑚 ^{= 𝐼}𝑞.𝑛𝑜𝑚^𝑧𝑞^{, va 750}
1𝑛𝑜𝑚
C haroratda qisqa tutashuv z_q-qarshilik.

Quvvat transformatorlari uchun qisqa tutashuvdagi kuchlanish GOST tomonidan aniqlanadi va transformatorning taxtasida (pasportida) taqsimlanadi, U_qtransformatorning mis miqdorini aniqlaydi, chunki faol qarshilik r_q cho’lg’amlarning kesishgan qismiga bog'liq. Shuning uchun U_qkattaroq bo'lsa, transformatorning o'lchamlari kichikroq bo'ladi.
4.7-rasm. Qisqa tutashuv uchun vektorli transformator sxemasi

4.8-rasm. Uch fazali qisqa tutashuv transformatori vektor diagrammasi
Bundan tashqari, misning yo'qotilishi yuqori va samaradorlik past bo'ladi. Transformator fazasining aylanishlari soni transformator simining kuchlanishiga va kesishgan qismiga bog'liq, chunki transformatorlarni loyihalash paytida ma'lum bir po'lat sinf uchun indüksiyaning nominal qiymati keng doirada farq qilmaydi. Qisqa tutashgan kuchlanish transformatorning nominal zo'riqishida qisqa tutashuv paytida zarba oqimlarining qiymatini aniqlaydi. Parallel ishlashi uchun xuddi shunday transformator u_q %. U_q % ni bilish, chunki qisqa tutashuvdagi tokni doimiy va doimiy quvvat bilan ta'minlash mumkin.
Transformatorning chiziqli magnitlanish xarakteristikasini hisobga olib, nisbiy birliklarda yozish mumkin.
100%

𝐼_𝑞* =
𝑈_𝑞
. (4.13)
%

Odatda, transformatorlari uchun U_q % darajasi 4-12% ni tashkil qiladi. U_q % (4.13) dan bilsak, qisqa tutashuvdagi barqaror holatni aniqlash mumkin. Agar U_q % = 10% bo'lsa, unda 10I_nomnominal kuchlanishda I_q.
(4.12) - (4.13) ga muvofiq qisqa tutashuv paytida transformatorning vektor diagrammasi rasm- 4.8. Vektor diagrammasidan
𝑧_𝑞 = 𝑟_𝑞 + j𝑥_𝑞; 𝑟_𝑞 = 𝑟₁ + 𝑟₂^{`</sup>; 𝑥<sub>𝑞</sub> = 𝑥<sub>1</sub> + 𝑥<sub>2</sub><sup>`}; 𝐼₁ ≈ 𝐼₂^`.

4.9-rasmda ko'rsatilgandek qisqa tutashuv paytida vektor diagrammasini tiklash orqali siz ABC qisqa tutashuvli uchburchakni olishingiz mumkin.
4.9-rasm. Тransformatorning soddalashtirilgan elektr almashtirishi.
Ushbu uchburchakda AB = u_q %. Oyoq AC = u_a,q, oyoq esa BC = u_r,q. Qisqa tutashuvdagi kuchlanishning faol komponenti
^𝐼1𝑛𝑜𝑚^𝑟𝑛

^𝑢𝑎,𝑞 ^=
𝑈1𝑛𝑜𝑚
100 %.

Qisqa tutashgan kuchlanishning reaktiv komponenti
^𝐼1𝑛𝑜𝑚^𝑥𝑛

^𝑢𝑟,𝑞 ⁼
Uchburchak qisqa tutashuvdan
^𝑈1𝑛𝑜𝑚
100 %.

𝑢_𝑎,𝑞 = 𝑢_𝑞𝑐𝑜𝑠𝜑_𝑞; 𝑢_𝑟,𝑞 = 𝑢_𝑞𝑠i𝑛𝜑_𝑞.
Quvvat koeffitsienti cos𝜑_𝑞 yuqori quvvatli transformatorlarda taxminan 0,1, past kuchlanishli transformatorlarda-0,5-0,6.
Qisqa tutashuv paytida transformatorning xatti-harakatlarini tavsiflovchi (4.12) - (4.13)
tenglamalar mos keladigan kontaktlarning zanglashiga to'g'ri keladi (4.9-rasm). I₀ = 0 taxminiga binoan olingan ushbu ekvivalent zanjir eng sodda. Yagona qarshilik 𝑧_𝑞ko'rinishidagi transformatorning ekvivalent davri energiya tizimidagi transformatorlarning xatti-harakatlarini tahlil qilishda, energiya tizimining bir nechta elementlarini hisobga olish kerak bo'lganda qo'llaniladi.