Коротке замикання трансформатора

Короткі замикання в електроустановках трапляються, як правило, через будь-які несправності в електромережах (електричному пробої її в результаті перенапруг, механічне пошкодження ізоляції і т.д.) або при невірних діях робочого персоналу. Коротке замикання трансформатора дуже небезпечно, оскільки при цьому з’являється досить велика сила струму, яка здатна зруйнувати даний електричний пристрій.

При виникненні короткого замикання на затискачах вторинної обмотки трансформатора опір електричного навантаження Zн майже дорівнює 0 і означає напругу на затискачах робочої вторинної обмотки трансформатора U2 також дорівнює 0. Внаслідок цього, електрична напруга U1, яке докладено до діючої первинної обмотці, буде збалансовано загальним падінням напруги в повних електричних опорах первинної і вторинної робочих обмоток zK = Z1 + Z2

Рівняння балансу електрорушійної сили робочої первинної обмотки силового трансформатора при виникненні короткого замикання вторинної обмотки трансформатора запишеться в такому вигляді: U1 = Ikzk; де Ik – це струм короткого замикання трансформатора. Оскільки падіння електричної напруги в наявному повному опорі діючих обмоток трансформатора при нормальному робочому струмі становить близько 5-7% від номінального електричної напруги, тобто струм короткого замикання трансформатора виявиться більше номінального робочого струму в стільки разів у скільки це саме номінальне електричну напругу більше чинного падіння напруги в повному електричному опорі робочих обмоток при номінальній силі струму.

Така сила струму (коротке замикання трансформатора), у багато разів буде більше робочого номінального струму. Вона буде текти в робочих обмотках електричного трансформатора протягом всього часу дії короткого замикання, яке б велике воно не було. Хоча в безпосередній момент короткого замикання трансформатора наявна кратність сили струму короткого замикання може бути ще вище. Тобто, в залежності від миттєвої величини підключеного напруги миттєва сила струму короткого замикання трансформатора в деякій мірі відрізняється від усталеного два рази.

Сила струму короткого замикання трансформатора різко збільшує температуру робочої обмотки, що негативно впливає на цілість її ізоляції. Втрати в електричних проводах робочих обмоток силового трансформатора пропорційні силі струму в другому ступені. З цієї причини в разі, коли сила струму короткого замикання трансформатора виявиться, наприклад, в двадцять разів більше номінального значення робочого струму, існуючі втрати в проводах робочих обмоток будуть приблизно в 400 разів більшими, ніж у випадку, коли сила струму була в номінальному значенні .

Надмірне виділення надмірної потужності в електричних проводах робочих обмоток викликає дуже різке збільшення їх температури, внаслідок чого відбувається порушення колишньої цілості діелектричної ізоляції і подальший вихід з ладу силового трансформатора. З цієї причини всі силові електричні трансформатори своєчасно забезпечуються швидкодіючої захистом, завдання якої є відключення чинного трансформатор в разі виникнення короткого замикання.

Коротке замикання трансформатора дуже небезпечно, оскільки легко може сприяти його руйнуванню. Як ми знаємо, між електричними проводами, по яких протікає певна сила струму, виникає деякий механічна дія. Якщо в двох паралельно йдуть проводах йдуть струми, які спрямовані в однакову сторону, то такі дроти будуть взаємно притягуються один до одного, ну, а якщо електричні струми спрямовані протилежно відносно один одного, електричні дроти будуть взаємно відштовхуються.

Оскільки сили, що впливають на електричні дроти з струмом, сильно залежать від твору сили струмів, то і самі сили F, що впливають на робочі обмотки силових трансформаторів при виникненні короткого замикання, також будуть у багато разів сильніше. Під впливом досить значних механічних сил робочі обмотки силового трансформатора деформуються настільки, що починає порушуватися діелектрична ізоляція, а це веде до різкого зниження її електричної міцності.

Посилання на основну публікацію