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变压器突然短路

2020-8-23 19:27| 发布者: admin| 查看: 872| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 正常运行的变压器二次侧突然短路时,将在一、二次绕组中产生很大的短路电流,短路电流产生的机械应力及发热将危及变压器的可靠运行,甚至毁坏变压器。 变压器突然短路电流很大,分析时可以忽略激磁电流,这时变压器 ...
  • 正常运行的变压器二次侧突然短路时,将在一、二次绕组中产生很大的短路电流,短路电流产生的机械应力及发热将危及变压器的可靠运行,甚至毁坏变压器。

  • 变压器突然短路电流很大,分析时可以忽略激磁电流,这时变压器的等效电路可采取简化等效电路。

(1)建立微分方程并求解

u1=1.414*U1sin(ωt+α) = Lk dik/dt + Rkik  

  • 假设突然短路时变压器空载,即初始条件为

     t=0时,ik=0,则

ik=i'k+i''k=1.414*U1/Zk

×[sin(ωt+α-φk)-sin(α-φk)e-Rkt/Lk]

=-1.414*Ik[cos(ωt+α)-cosαe-Rkt/Lk]

  • 其中:Zk=sqrt[(Rk2+(ωLk)2]

  • φk=arctan(ωLk/Rk) ≈ 90o 为短路阻抗角。

  • Ik=U1/Zk为稳态短路电流的有效值。

(2)分析 ikmax

  • 若初相角α=0时短路,在ωt=π时,ik会达到最大值,

Ikmax=1.414*IK[1+e-(Rkπ)/(ωLk)]=kk*1.414*IK

  • kk是突然短路电流最大值与稳态短路电流幅值之比值。大小Rk/Lk有关 。一般中小型变压器kk=1.2~1.35,大型变压器kk=1.75~1.81

Ikmax=(1.5~1.8)*1.414*I1N/ZK*

ZK*=0.06时,Ikmax/(1.414*I1N)=25~30

(3)暂态短路时的机械应力

  • 电流与漏磁场相互作用,在绕组各匝中将产生作用力,F = Bσ I l。正常运行时,作用力较小。短路时,F 将按电流平方剧增。
  • 高低压绕组电流方向相反,径向力将使得低压绕组承受压力,高压绕组承受张力;而轴向力从上下挤压绕组。这些应力会使得绕组可能被拉断或者变形。

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