Импеданс трансформатора: Реактивное сопротивление трансформатора. Импеданс трансформатора

Реактивное сопротивление трансформатора. Импеданс трансформатора

Когда на трансформатор подается нагрузка, в его обмотках возникают магнитные потоки. Большая часть из них проходит через обе обмотки. Но есть малая часть потоков, которые замыкаются только на одной из обмоток. Последняя часть рассеивается. Этот поток называется реактивным потоком рассеяния.

Наглядно это явление видно на рисунке:

 

Что такое сопротивление трансформатора?

Обмотки трансформаторов изготавливаются из проводящего материала – меди либо алюминия. Оба металла неплохо проводят электрический ток. Но идеальных проводников просто не существует. Поэтому в обеих обмотках есть определенное сопротивление. Из него и складывается сопротивление трансформатора.

Импеданс трансформатора

Мы выяснили, что в катушках трансформатора есть сопротивление и реактивное сопротивление. Совокупность внутреннего сопротивления и сопротивления рассеивания – это и есть импеданс трансформатора.

Магнитный поток рассеяния в трансформаторах

Если бы существовал идеальный трансформатор, то все магнитные потоки проходили бы через обе обмотки и сердечник. Но на деле такого просто не бывает. Часть магнитного потока выходит из обмотки, проходит через изоляцию и замыкается в этой же обмотке. Это явление называют реактивным сопротивлением рассеяния обмоток. Оно же является реактивным сопротивлением рассеяния всего трансформатора. Иначе его еще называют рассеянием магнитного потока. 

Как рассчитать импеданс трансформатора?

Формулы для расчета импеданса трансформатора для обеих обмоток имеют вид:

Z1 = R1 + jX1 и

Z2 = R2 + jX2,

где R1 и R2 – это сопротивление первичной и вторичной обмотки, X1 и X2 – сопротивление рассеяния обмоток, а Z1 и Z2 – это импеданс обмоток.

Как рассчитать напряжение трансформатора с учетом импеданса обмоток?

Из-за сопротивления рассеяния в обмотках возникают перепады напряжения. Если мы подаем на первичную обмотку ток напряжением V1, то из-за сопротивления рассеяния в ней возникает составляющая I1X1 как самоиндукция.

X1 здесь – это реактивное сопротивление рассеяния. Теперь, если учтем падение напряжения из-за сопротивления на первичной обмотке, то уравнение напряжения трансформатора примет вид:

V1 = E1 + I1(R1 + jX1) ⇒ V1 = E1 + I1R1 + jI1X1.

Так же с учетом вторичного реактивного напряжения на вторичной обмотке покажем уравнение напряжения:

V2 = E2 – I2(R2 + jX2) ⇒ V2 = E2 – I2R2 − jI2X2.

Как видите, магнитный поток рассеяния влияет на общее сопротивление трансформатора. Из-за реактивного сопротивления в первичной и вторичной обмотке трансформатора возникают скачки напряжения. Это особенно важно учитывать в электрических сетях, где несколько трансформаторов работают параллельно.

Реактивное сопротивление трансформатора: формулы расчета

Мы привыкли считать, что все магнитные потоки в трансформаторе пронизывают обе обмотки и магнитопровод. Если бы существовал идеальный трансформатор, то это действительно так бы и происходило. К сожалению, в реальности часть магнитного потока преодолевает изоляционное пространство, выходит за пределы обмоток и замыкается в них (см.

рис. 1). В результате возникает реактивное сопротивление трансформатора. Такое явление ещё называют рассеиванием магнитных потоков.

Рис. 1. Схема, иллюстрирующая рассеивание магнитных потоков

В катушках существуют и другие сопротивления, являющиеся причинами потерь мощности. Таковыми являются: внутреннее сопротивление материалов обмоток, и рассеивания, вызванные индуктивными сопротивлениями. Совокупность рассеиваний магнитных потоков называют внутренним сопротивлением или импедансом трансформатора.

Потери реактивных мощностей

Вспомним, как работает идеальный двухобмоточный трансформатор (см. рис. 2). Когда первичная обмотка окажется под переменным напряжением (например, от электрической сети), возникнет магнитный поток, который пронизывает вторичную катушку индуктивности. Под действием магнитных полей происходит возбуждение вторичных обмоток, в витках которых возникает ЭДС. При подключении активной мощности к прибору во вторичной цепи начинает протекать переменный ток с частотой входного тока.

Рис. 2. Устройство трансформатора

В идеальном трансформаторе образуется прямо пропорциональная связь между напряжениями в обмотках. Их соотношение определяется соотношением числа витков каждой из катушек. Если U₁ и U₂ – напряжения в первой и второй обмотке соответственно, а w₁ и w₂ – количество витков обмоток, то справедлива формула: U₁ / U₂ = w₁ / w₂

.

Другими словами: напряжение в рабочей обмотке во столько раз больше (меньше), во сколько раз количество мотков второй катушки увеличено (уменьшено) по отношению к числу витков, образующих первичную обмотку.

Величину w₁ / w₂ = k принято называть коэффициентом трансформации. Заметим, что формула, приведённая выше, применима также для автотрансформаторов.

В реальном трансформаторе часть энергии теряется из-за рассеяния магнитных потоков (см. рис. 1). Зоны, где происходит концентрация потоков рассеяния обозначены пунктирными линиями. На рисунке видно, что индуктивность рассеяния охватывает  магнитопровод и выходит за пределы обмоток.

Наличие реактивных сопротивлений в совокупности с активным сопротивлением обмоток приводят к нагреванию конструкции. То есть, при расчётах КПД необходимо учитывать импеданс трансформатора.

Обозначим активное сопротивление обмоток символами R₁ и R₂ соответственно, а реактивное – буквами X₁ и X₂. Тогда импеданс первичной обмотки можно записать в виде: Z₁= R₁+jX₁. Для рабочей катушки соответственно будем иметь: Z₂= R₂+jX₂, где j – коэффициент, зависящий от типа сердечника.

Реактивное сопротивление можно представить в виде разницы индукционного и ёмкостного показателя: X = R_L – R_C. Учитывая, что R_L =  ωL, а R_C = 1/ωC, где ω – частота тока, получаем формулу для вычисления реактивного сопротивления: X = ωL – 1/ωC.

Не прибегая к цепочке преобразований, приведём готовую формулу для расчёта полного сопротивления, то есть, для определения импеданса трансформатора:

Суммарное сопротивление трансформатора необходимо знать для определения его КПД. Величины потерь в основном зависят от материала обмоток и конструктивных особенностей трансформаторного железа. Вихревые потоки в монолитных стальных сердечниках значительно больше, чем многосекционных конструкциях магнитопроводов. Поэтому на практике сердечники изготавливаются из тонких пластин трансформаторной стали. С целью повышения удельного сопротивления материала, в железо добавляют кремний, а сами пластины покрывают изоляционным лаком.

Для определения параметров трансформаторов важно найти активное и реактивное сопротивление, провести расчёты потерь холостого хода. Приведённая выше формула не практична для вычисления импеданса по причине сложности измерений величин индукционного и ёмкостного сопротивлений. Поэтому на практике пользуются другими методами для расчёта, основанными на особенностях режимов работы силовых трансформаторов.

Режимы работы

Двухобмоточный трансформатор способен работать в одном из трёх режимов:

• вхолостую;
• в режиме нагрузки;
• в состоянии короткого замыкания.

Для проведения расчётов режимов электрических цепей проводимости заменяют нагрузкой, величина которой равна потерям при работе в режиме холостого хода. Вычисления параметров схемы замещения проводят опытным путём, переводя трансформатор в один из возможных режимов: холостого хода, либо в состояние короткого замыкания. Таким способом можно определить:

• уровень потерь активной мощности при работе на холостом ходу;
• величины потерь активной мощности в короткозамкнутом приборе;
• напряжение короткого замыкания;
• силу тока холостого хода;
• активное и реактивное сопротивление в короткозамкнутом трансформаторе.

Параметры режима холостого хода

Для перехода в работу на холостом ходу необходимо убрать отсутствует нагрузку на вторичной обмотке, то есть – разомкнуть электрическую цепь. В разомкнутой катушке напряжение отсутствует. Главной составляющей тока в первичной цепи является ток, возникающий на реактивных сопротивлениях. С помощью измерительных приборов довольно просто найти основные параметры переменного тока намагничивания, используя которые можно вычислить потери мощности, умножив силу тока на подаваемое напряжение.

Схема измерений на холостом ходу показана на рисунке 3. На схеме показаны точки для подключения измерительных приборов.

Рис. 3. Схема режима холостого хода

Формула, применяемая для  расчётов параметров реактивной проводимости, выглядит так: В_т = I_х%*S_ном  / 100* U_{в ном}²  Умножитель 100 в знаменателе применён потому, что величина тока холостого хода

I_х обычно выражается в процентах.

Режим короткого замыкания

Для перевода трансформатора на работу в режиме короткого замыкания закорачивают обмотку низшего напряжения. На вторую катушку подают такое напряжение, при котором в каждой обмотке циркулирует номинальный ток. Поскольку подаваемое напряжение существенно ниже номинальных напряжений, то потери активной мощности в проводимости настолько малы, что ими можно пренебречь.

Таким образом, у нас остаются активные мощности в трансформаторе, которые расходуются на нагрев обмоток: ΔP_k = 3* I_1ном * R_т. Выразив ток I_{1 ном} через напряжение U_ка и сопротивление R_т, умножив выражение на 100, получим формулу для вычисления падения напряжения в зонах активного сопротивления (в процентах):

Активное сопротивление двухобмоточного силового трансформатора вычисляем по формуле:

Подставив значение R_т в предыдущую формулу, получим:

Вывод: в короткозамкнутом трансформаторе падение напряжения в зоне активного сопротивления (выраженная в %) прямо пропорционально размеру потерь активной мощности.

Формула для вычисления падения напряжения в зонах реактивных сопротивлений имеет вид:

Отсюда находим:

Величины реактивных сопротивлений в современных трансформаторах гораздо меньше активного. Поэтому можно считать что падение напряжения в зоне реактивного сопротивления U_{к р} ≈ U_к, поэтому для практических расчётов можно пользоваться формулой: X_T = U_k*U_{в ном}² / 100*S_ном

Рассуждения, приведённые выше, справедливы также для многообмоточных, в том числе и для трёхфазных трансформаторов. Однако вычисления проводятся по каждой обмотке в отдельности, а задача сводится к решению систем уравнений.

Знание коэффициентов мощности, сопротивления рассеивания и других параметров магнитных цепей позволяет делать расчёты для определения величин номинальных нагрузок. Это, в свою очередь, обеспечивает работу трансформатора в промежутке номинальных мощностей.

Список использованной литературы

• Сивухин Д. В. «Общий курс физики» 1975
• Н.А. Костин, О.Г.Шейкина «Теоретические основы электротехники» 2007
• Нейман Л.Р., Демирчян К.С. «Теоретические основы электротехники» 1981
• Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019

Реактивное сопротивление или импеданс трансформатора

Все магнитные потоки в трансформаторе не смогут быть связаны с обеими катушками, первичной и вторичной. Небольшая часть потока будет связана с одной из катушек, но не с обеими сразу. Эта часть магнитного потока называется потоком рассеяния. Из-за этого потока рассеяния в трансформаторе возникает реактивное сопротивление рассеяния. Также, связанное с сопротивлением трансформатора, оно является импедансом. Из-за этого импеданса возникают перепады напряжения в обеих обмотках трансформатора, как первичной, так и вторичной.

Сопротивление трансформатора

В целом, как первичные, так и вторичные обмотки электрических силовых трансформаторов выполнены из меди. Медь — это очень хороший проводник электрического тока, но не супер-проводник. Фактически, супер-проводник и супер-проводимость лишь абстрактные понятия, но на практике — это не достижимо. Поэтому обе обмотки будут иметь некоторое сопротивление. Это внутреннее сопротивление, как первичных, так и вторичных обмоток, известно как сопротивление трансформатора.

 

Импеданс трансформатора

Как было сказано, обе катушки, как первичная, так и вторичная, будут иметь сопротивление и реактивное сопротивление рассеяния. Это сопротивление и сопротивление рассеяния в совокупности есть не что иное, как импеданс трансформатора. Если R₁ и R₂, и X₁ и X₂ являются сопротивлением и сопротивлением рассеяния первичной и вторичной обмоток соответственно, тогда Z₁ и Z₂ – это импеданс первичной и вторичных обмоток, соответственно,

Z₁ = R₁ + jX₁
Z₂ = R₂ + jX₂

Импеданс трансформатор играет жизненно важную роль во время параллельной работе трансформаторов.

Магнитный поток рассеяния в трансформаторе

В идеальном трансформаторе все магнитные потоки должны быть связаны как с первичной, так и со вторичной обмоткой. Но в действительности — это недостижимо. Хотя максимальный поток будет связан с обеими обмотками через сердечник трансформатора, по-прежнему останется небольшое количество потока, который будет проходить лишь через одну, а не обе обмотки. Этот поток называется потоком рассеяния, и он проходит через часть межобмоточной изоляции и изоляционного масла вместо сердечника. Из-за этого потока рассеяния в трансформаторе обе обмотки, как первичная, так и вторичная, имеют реактивное сопротивление рассеяния. Это сопротивление трансформатора есть не что иное, как реактивное сопротивление рассеяния трансформатора. Это явление в трансформаторе известно как рассеяние магнитного потока.

Перепады напряжения в обмотках происходят из-за импеданса трансформатора. Импеданс — это сочетание сопротивления и реактивного сопротивления рассеяния трансформатора. Если приложить напряжение V1 по всей первичной обмотке трансформатора, возникнет компонент I₁X₁ как самоиндукция, благодаря реактивному сопротивлению рассеяния. (Здесь, X1 реактивное сопротивление рассеяния). Теперь, если также учитывать падение напряжения из-за сопротивления на первичной обмотке катушки, то уравнение напряжения трансформатора может легко быть написано как,

V₁ = E₁ + I₁(R₁ + jX₁) ⇒ V₁ = E₁ + I₁R₁ + jI₁X₁

Аналогично для вторичного реактивного сопротивления рассеяния, уравнение напряжение на вторичной обмотке,

V₂ = E₂ – I₂(R₂ + jX₂) ⇒ V₂ = E₂ – I₂R₂ − jI₂X₂

Трансформатор с сердечником и обмотками (катушками)

Здесь, на рисунке выше, первичная и вторичная обмотки (катушки) изображаются как отдельные составляющие и такое расположение может привести в большому потоку рассеяния в трансформаторе, потому что есть доступное пространство для рассеяния. Но расположив вторичную и первичную обмотки концентрически, можно решить эту проблему.

 

---

Реактивное сопротивление: на что влияет?

Практически в каждом трансформаторе есть разнообразные магнитные потоки. Они не могут быть связанны с двумя катушками. Небольшая часть потока может быть связанна только с одной катушкой, но никак не с двумя. Эта часть магнитного потока называется потоком рассеивания. Именно из-за этого потока в трансформаторе может возникнуть реактивное сопротивление рассеяния.

Если рассеяние будет связанно с сопротивлением, тогда его можно будет назвать импедансом. Из-за него могут возникать определенные перепады, которые возникнут на обеих обмотках трансформатора. Если вам будет интересно, тогда вы можете прочесть про резервную релейную защиту.

Реактивное сопротивление трансформатора

На сегодняшний день первичная и вторичная обмотка трансформатора выполняются из меди. Медь считается достаточно хорошим проводником электрического тока. На практике практически нереально найти супер-проводник. Именно поэтому обмотки могут иметь определенное сопротивление. Это внутреннее сопротивление, которое будет возникать в первичной и вторичной обмотке можно называть сопротивлением трансформатора.

Импеданс трансформатора

Обе катушки, которые располагаются в трансформаторе называются реактивным сопротивлением рассеивания. Это сопротивление в совокупности можно назвать, как импеданс трансформатора. Теперь если R₁ и R₂, и X₁ и X₂ будут являться сопротивлением рассеяния в первичной и вторичной обмотке, тогда Z₁ и Z₂ можно считать импедансом трансформатора.

Импеданс трансформатор будет играть жизненно важную роль во время параллельной работы. При необходимости вы можете прочесть про сухие трансформаторы.

Магнитный поток рассеяния

В идеальном трансформаторе практически все магнитные потоки должны будут быть связанны не только с первичной, но и вторичной обмоткой. В действительности добиться этого результата будет просто нереально. Если максимальный поток будет связан с обеими обмотками, тогда вы все равно сможете встретить небольшое количество потока, который будет проходить не через одну, а через две обмотки.

Именно этот поток можно назвать потоком рассеяния, который будет проходить через часть межобмоточной изоляции. Перепады напряжения в обмотках можно считать импедансом трансформатора. Импеданс – это специальное сочетание сопротивления и реактивного сопротивления рассеяния трансформатора. Если вы желаете приложить напряжение в первичной обмотке, тогда может возникнуть компонент I₁X₁. Это будет происходить из-за сопротивления рассеяния. Если учесть падение напряжения, которое возникает из на падения напряжения в катушке, тогда уравнение напряжения будет выглядеть следующим образом:

V₁ = E₁ + I₁(R₁ + jX₁) ⇒ V₁ = E₁ + I₁R₁ + jI₁X₁

Для вторичного реактивного сопротивления рассеяния можно использовать второе уравнение:

V₂ = E₂ – I₂(R₂ + jX₂) ⇒ V₂ = E₂ – I₂R₂ − jI₂X₂

На рисунке выше вы сможете увидеть первичную и вторичную обмотку. Как видите, они не соприкасаются между собой. Такое расположение может привести к большому потоку рассеивания. Этот процесс может возникнуть из-за того, что между обмотками присутствует пространство. Если вы расположите первичную и вторичную обмотку концентрически, тогда эту проблему можно легко решить.

Если вы решите посмотреть видео, тогда вы сможете увидеть, что у трансформатора могут возникать определенные потери мощности. Надеемся, что эта статья помогла разобраться вам с реактивным сопротивлением трансформатора.

Читайте также: разделительный трансформатор.

Реактивное сопротивление — трансформатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Реактивное сопротивление — трансформатор

Cтраница 1

Реактивное сопротивление трансформатора 4 во много раз меньше входного сопротивления 2, чем обеспечивается постоянное значение тока i.  [1]

Реактивное сопротивление трансформатора при этом вычисляется из опыта короткого замыкания, когда напряжение подводится к первичной стороне и замыкается накоротко одна из вторичных звезд.  [2]

Реактивное сопротивление трансформатора Т1, равно нулю, поскольку по верхней и нижней половинам обмоток этого трансформатора протекают равные и противоположно направленные токи ( / 2 и / 2), магнитные потоки которых взаимно компенсируются.  [3]

Реактивное сопротивление трансформаторов регулируется изменением внутреннего магнитного поля, которое создается в дроссельных каналах электрическим током от внешнего источника. Данное устройство предназначено, в основном, для демпфирования ударных перегрузок и имеет невысокую надежность.  [5]

Реактивное сопротивление трансформаторов с РПН при переходе с основного ответвления на другое изменяется более значительно, чем активное, и для крайних положений регулировочной обмотки ( t PO) величина изменения Хтр весьма существенна.  [6]

Реактивным сопротивлением Tp трансформатора можно пренебречь, полагая тр Тр, как это имеет место в маломощных трансформаторах.  [7]

Благодаря повышенному реактивному сопротивлению трансформаторов с расщепленными обмотками применение их позволяет в некоторых случаях отказаться от реактирования.  [8]

А — реактивное сопротивление трансформатора, определяемое из опыта короткого замыкания и отнесенное к параметрам вторичной обмотки.  [9]

Предусмотрено изменение реактивного сопротивления трансформаторов, что позволяет моделировать трансформаторы различной мощности и с различными напряжениями короткого замыкания.  [10]

На низких частотах шунтирующее действие реактивного сопротивления трансформатора усилителя увеличивается, приводя к спаду в низкочастотной области характеристики.  [11]

Распределение роактивнЫх токов происходит обратно пропорционально реактивному сопротивлению трансформаторов.  [13]

Распределение реактивных токов происходит обратно пропорционально реактивному сопротивлению трансформаторов.  [14]

Однако движение шунта в окно сопровождается увеличением реактивного сопротивления трансформатора, ток уменьшается. Поэтому увеличение коэффициента потерь не сопровождается легко обнаруживаемым местным нагревом обмоток.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Активное сопротивление — трансформатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Активное сопротивление — трансформатор

Cтраница 1

Активное сопротивление трансформатора обычно точнее всего определяется после его изготовления.  [1]

Активное сопротивление трансформаторов принимаем равным 4 % от их индуктивного сопротивления. В конечном счете при полной поперечной компенсации схема приводится к виду, представленному на фиг.  [2]

Активные сопротивления трансформаторов и автотрансформаторов высокого напряжения большой мощности очень малы по сравнению с индуктивными.  [3]

Активные сопротивления трансформаторов и автотрансформаторов высокого напряжения большой мощности очень малы по сравнению с индуктивными. Поэтому в практических расчетах сетей с крупными трансформаторами и автотрансформаторами можно активными сопротивлениями и потерями мощности в них пренебречь, не внеся в результаты существенной погрешности.  [4]

Активные сопротивления трансформаторов или реакторов приняты равными нулю.  [5]

Активное сопротивление трансформатора весьма мало. Если при этом принять, что индуктивное сопротивление рассеяния трансформатора приближенно изменяется пропорционально квадрату числа витков его обмоток ( что довольно близко к действительности), то заданное значение ик %, следует считать от напряжения холостого хода того ответвления регулируемой обмотки, которое установлено у трансформатора.  [6]

Активное сопротивление трансформатора, отнесенное к базисной мощности.  [8]

Активное сопротивление трансформатора обычно точнее всего определяется после его изготовления.  [9]

Междуобмоточные активные сопротивления трансформатора определяются по соответствующим потерям к.  [10]

Активное сопротивление трансформатора напряжения, изменяющееся в зависимости от его параметров в пределах 3 — 15 кОм, уменьшает постоянную времени разряда и позволяет, как показали результаты измерений, практически полностью снять напряжение с участка линии 500 кВ длиной 250 — 300 км в течение 0 05 с. На линии длиной до 500 км необходима установка двух комплектов трансформаторов напряжения, которые должны размещаться по концам участка. В этом случае коммутационные перенапряжения при ТАПВ будут ограничены по величине до уровня, регистрируемого при включении линии.  [11]

Активным сопротивлением трансформатора пренебречь, вентили идеальные.  [12]

Определить активное сопротивление трансформатора при холостом ходе, коротком замыкании и нагрузке, если известно, что ток холостого хода / х2 5 А, ток короткого замыкания / 26 А, ток нагруженного трансформатора / j24 А.  [13]

Определение активных сопротивлений трансформаторов с расщепленными обмотками производится аналогично определению сопротивлений для трехоб-моточных трансформаторов.  [14]

Но поскольку активное сопротивление трансформаторов сравнительно невелико, обычно принимают гт.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Приведенное входное сопротивление трансформатора малой мощности

Приведенное входное сопротивление трансформатора малой мощности

92. Приведенное входное сопротивление трансформатора малой мощности

Приведенное входное сопротивление

D. Reduzierter Eingangswiderstand des Übertragers

E. Reduced input resistance

F. Résistance d’entrée du transformateur

Электрическое сопротивление, определяемое суммой сопротивления первичной обмотки, приведенных сопротивлений нагрузок трансформатора

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

• Приведенное время защитного действия
• Приведенное гидравлическое усилие

Смотреть что такое «Приведенное входное сопротивление трансформатора малой мощности» в других словарях:

• приведенное входное сопротивление трансформатора малой мощности — Электрическое сопротивление, определяемое суммой сопротивления первичной обмотки, приведенных сопротивлений нагрузок трансформатора [ГОСТ 20938 75] Тематики трансформатор Классификация >>> Синонимы приведенное входное сопротивление EN… …   Справочник технического переводчика

• ГОСТ 20938-75: Трансформаторы малой мощности. Термины и определения — Терминология ГОСТ 20938 75: Трансформаторы малой мощности. Термины и определения оригинал документа: 73. Асимметрия обмоток трансформатора малой мощности Асимметрия обмоток D. Wicklungsunsymmetrie des Kleintransformators E. Winding asymmetry F.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• напряжение — 3.10 напряжение: Отношение растягивающего усилия к площади поперечного сечения звена при его номинальных размерах. Источник: ГОСТ 30188 97: Цепи грузоподъемные калиброванные высокопрочные. Технические условия …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Сопротивление

процентов — Руководство для электрика по однофазным трансформаторам

Полное сопротивление процентов. (% Z) — это процентное соотношение номинального сопротивления нагрузки, которым обладает трансформатор. Импеданс в процентах важен тем, что позволяет нам:

1. Рассчитайте доступные токи короткого замыкания (как индивидуальные, так и банковские).
2. Определите, подходят ли два трансформатора для параллельной работы.

В предыдущей главе мы узнали, как определить напряжение короткого замыкания трансформатора.Теперь мы можем использовать это напряжение для определения импеданса в процентах:

E _{номинал} / E _{короткое замыкание} =% Z

Видео оповещение!

Расчет тока короткого замыкания

Для расчета тока короткого замыкания, поступающего от трансформатора, если короткое замыкание происходит на клеммах вторичной обмотки, используйте формулу:

I _{номинальное (вторичное)} /% Z = ток повреждения

Не забудьте использовать проценты в виде десятичных дробей, а не полного числа.Например, 2,5% на самом деле составляет 0,025.

Видео оповещение!

Как рассчитать ток короткого замыкания с использованием% Z:

Каков доступный ток повреждения понижающего трансформатора номиналом 50 кВА, 1200 В — 120 В и импедансом 2,75%?

л (полная нагрузка) =

I (полная нагрузка) = 417 А

I (короткое замыкание) =

I (короткое замыкание) = 15 151 А

Трансформатор рассчитан на 20 кВА, 4800 В — 240 В.При коротком замыкании вторичной обмотки для достижения номинального первичного тока (4,2 ампера) требуется 96 вольт. Определите% Z и доступный ток повреждения.

% Z =

% Z = 2

I (номинальная вторичная) =

I (номинальная вторичная) = 83 А

I (короткое замыкание) =

I (Короткое замыкание) = 4150 А

Как определить процентное сопротивление трансформатора видео от The Electric Academy находится под лицензией Creative Commons Attribution License.

Как рассчитать ток короткого замыкания с использованием видео с процентным сопротивлением от The Electric Academy, находится под лицензией Creative Commons Attribution License.

консультантов по электротехнике | Процентное сопротивление | Трансформеры

Импеданс трансформатора в процентах является измеренным значением. отпечатано на паспортной табличке и фактически является измерением напряжения. Это проверенное значение, которое производители делают для силовых распределительных трансформаторов и используется при расчете тока короткого замыкания. Это важно для координация устройств защиты от сверхтоков (OCPD), анализ короткого замыкания, гармонический анализ и исследования вспышки дуги.

Импеданс в процентах — это процент от номинального напряжения, необходимого для протекания номинального тока, когда вторичные обмотки закорачиваются при номинальном отводе напряжения и частоте.

Щелкните изображение, чтобы увидеть паспортную табличку.

Пример процентного сопротивления

Если трансформатор имеет импеданс 6,33%, потребуется 6,33% входного первичного напряжения, чтобы вызвать 100% номинального тока в цепи. вторичные обмотки при возникновении наихудшего отказа.В системах распределения электроэнергии наихудший случай неисправности возникает, когда металл с низким сопротивлением стержень замыкает линии и называется разломом с болтовым креплением.

Теперь, если 100% напряжения приложено к первичному входу, то примерно 100 / 6,33 = 15,8-кратный номинальный ток будет течь во вторичном обмотка при худшем случае неисправности. Это максимальный ток короткого замыкания, который может быть в вашей системе.

Тестирование процентного сопротивления

При наихудшем случае неисправности вторичные выводы трансформатора скреплены болтами, а на самом деле скреплены медными шинами. с амперметром, установленным последовательно.

Очень осторожно, напряжение на первичных линиях повышают до тех пор, пока не будет достигнут вторичный ток полной нагрузки.

Например, этот трансформатор 2500 кВА, 12,47 кВ на 600/347 В, показанный на фото:

Когда вторичный ток достигает 2406А, на первичной обмотке снимается напряжение, чтобы увидеть, какое входное напряжение требуется для достижения этого значения. номинальный ток полной нагрузки на вторичной обмотке. В этом случае техник прочитал бы 789,35 В.

Выполнение простого расчета:

Важное примечание для инженеров-электриков:
Всегда считывайте измеренный% импеданса с паспортной таблички, а не из таблицы данных.На этом трансформатор в Эдмонтоне, Альберта, на паспортной табличке указано 6,33, в то время как в сопроводительной литературе указано только 6%. Это была небольшая разница, но точность важна по электрическим оценкам.

Типичные значения импеданса в процентах

Как инженеры-консультанты по электрике, это типичные уровни импеданса, которые мы видел на трансформаторах.

Типичные значения импеданса в процентах

Размер трансформатора (кВА)	Типичные значения% Z
0-150	Менее 4%
151-300	4%
301-600	5%
601-2500	6%
2501-5000	6.5%
5001-7500	7,5%
7501-10000	8,5%
Более 10 кВА	9,5%

Простой неразрушающий тест импеданса трансформатора в процентах дает точные показания для расчета неисправностей.

У вас есть вопросы по трансформаторам? На нашей странице часто задаваемых вопросов есть ответы!

Не случайно вы редко слышите трансформеры, посещая школы, больницы и офисы. В таких чувствительных к звуку условиях часто требуются тихие трансформаторы, и MGM может проектировать блоки со средним уровнем звука на 3 дБ ниже стандартов NEMA ST-20. Для некоторых номиналов кВА и классов кВ мы можем снизить уровень звука до 7 дБ ниже NEMA!

Что вызывает шум трансформатора? Трансформаторы
по своей конструкции издают слышимый «гул», вызванный вибрациями электротехнической стали. Вибрации вызваны свойством, известным как «магнитострикция», которое заставляет стальной сердечник изменять свою форму и размер во время намагничивания.По мере увеличения вибрации увеличивается уровень «гудящего» звука.

Почему важно снижать уровень шума?
Для всех устройств MGM придерживается стандартов NEMA, которые определяют уровни звука в зависимости от кВА. Кроме того, существуют специальные приложения, в которых критически важно повышенное снижение шума. Примеры включают больницы, высотные здания, школы, офисы, библиотеки или другие объекты, где трансформаторы размещаются рядом с их нагрузками в чувствительной к шуму среде.

Как MGM снижает уровень шума?
MGM имеет запатентованную конструкцию шумоподавления, в которой используются методы, позволяющие минимизировать гудение, вызванное магнитострикцией.Наша конструкция регулирует усилие зажима, материал сердечника, конструкцию сердечника и устанавливает антивибрационные прокладки по всему устройству. В дополнение к дизайну, размещение трансформатора имеет решающее значение, поэтому MGM предлагает услуги поддержки для обеспечения учета акустических принципов во время установки.

Как MGM проверяет уровни шума?
В соответствии со стандартами тестирования NEMA, MGM тестирует каждый блок на его номинальной частоте и напряжении в условиях холостого хода. Помещение для испытаний примерно на 10 футов больше трансформатора со всех сторон с уровнем окружающего звука 5 дБ.С помощью аттестованного / откалиброванного шумомера снимаются пять показаний звука на расстоянии одного фута с каждой стороны кожуха трансформатора и на расстоянии одного фута над кожухом. Оценка звука — это среднее значение этих пяти значений.

Введение в трансформаторы согласования импеданса

Чтобы обеспечить бесперебойную работу вашего оборудования, избежать незапланированных простоев и надлежащим образом обслуживать оборудование, вам необходимо сначала убедиться, что ваши электрические системы находятся под контролем и не имеют общих проблем. В частности, электрическое сопротивление может снизить производительность вашего оборудования и вызвать серьезные проблемы в масштабах всей системы.

Однако трансформаторы согласования импеданса

представляют собой надежное решение для предотвращения различных проблем, вызванных электрическим сопротивлением, обеспечивая безопасную и эффективную работу.

Общие сведения об импедансе

Электрический импеданс — это мера сопротивления току в цепи или электрическом компоненте.

Он включает сопротивление, сопротивление, вызванное физическими свойствами компонентов, и реактивное сопротивление, сопротивление электрического компонента или цепи изменению тока или напряжения.

Отношение импеданса в источнике и нагрузке влияет на то, сколько мощности может быть передано от одного к другому. Теорема о передаче максимальной мощности утверждает, что полное сопротивление каждого из них должно быть равным по величине, чтобы наибольшая мощность передавалась успешно.

Согласование полного сопротивления нагрузки имеет решающее значение для функциональности схемы, особенно для передачи максимальной мощности. Самый простой способ согласовать сопротивление нагрузки в цепях переменного тока — использовать трансформатор — высокоэффективное устройство, которое передает электрическую энергию из одной цепи в другую посредством электромагнитной индукции: две катушки провода (обмотки) намотаны вокруг железного или ферритового сердечника и когда первичная обмотка испытывает напряжение возбуждения, сердечник создает магнитное поле, которое генерирует ток во вторичной обмотке.

Применение и рекомендации для трансформаторов согласования импеданса

Трансформаторы согласования импеданса

могут использоваться в любой цепи переменного тока и в любом приложении, в котором требуется максимальная передача мощности.

Они часто используются в звуковом оборудовании, микрофонах, усилителях, сетях и системах передачи данных, телефонных сетях, телефонных системах и системах связи в самолетах.

Чтобы выбрать трансформатор, который точно соответствует вашим потребностям, следует учитывать несколько факторов, в том числе:

Уровень мощности

Магнитные материалы, такие как сердечник трансформатора, имеют точку насыщения, которая определяет плотность магнитного потока, которую они могут поглотить.Когда электромагнитное устройство приближается к пику поглощения, устройство начинает действовать нелинейным образом. Чем выше уровень сигнала, тем выше магнитный поток трансформатора.

Когда сердечник достиг своего предела, вторичная сторона схемы не может надежно воспроизвести первичный сигнал. Результатом является ограничение сигнала, при котором падают пиковые значения напряжения и тока; требуемая выходная мощность больше, чем может обеспечить трансформатор.

Выбор трансформатора большего размера или использование материала сердечника с более высокой точкой насыщения может предотвратить насыщение сердечника, чтобы обеспечить передачу необходимого уровня мощности.Максимальная мощность определяет минимальный размер трансформатора.

Частота

Трансформаторы могут адекватно работать только в ограниченном диапазоне частот. Например, трансформаторы для электросети работают на низких частотах, а трансформаторы для передачи сигналов должны работать в значительно более широком диапазоне.

Работа с трансформатором, не подходящим для предполагаемого диапазона частот, может привести к потерям сигнала и мощности, а также к перегреву.Также имейте в виду, что трансформаторы, которые хорошо работают в широком диапазоне частот, производятся с использованием специальных материалов и технологий.

Консультации с опытным производителем перед выбором конкретного типа трансформатора согласования импеданса помогут вам сделать правильный выбор для вашего приложения и достичь наилучших возможных результатов.

Узнать больше

Чтобы узнать больше о том, как импеданс может повлиять на вашу схему, и убедиться, что вы сделали лучший выбор для ваших конкретных нужд, загрузите нашу бесплатную электронную книгу по трансформаторам согласования импеданса, в которой мы также объясняем, как рассчитываются значения, в полезном разделе «Расчеты и доказательства».Или, чтобы поговорить с экспертом о вашем уникальном приложении, свяжитесь с командой Triad Magnetics сегодня.

Импеданс, токоограничивающая характеристика трансформатора

Импеданс — это токоограничивающая характеристика трансформатора, выражаемая в процентах. Он используется для определения отключающей способности автоматического выключателя или предохранителя, используемых для защиты первичной обмотки трансформатора. Импеданс (или сопротивление току) важен и используется для расчета максимального тока короткого замыкания, необходимого для определения параметров, автоматических выключателей и предохранителей.Этот процент представляет собой величину нормального номинального первичного напряжения, которое должно быть приложено к трансформатору для создания полного номинального тока нагрузки при коротком замыкании вторичной обмотки. Максимальный ток короткого замыкания, который может быть получен на выходе трансформатора, ограничен импедансом трансформатора и определяется путем умножения обратной величины импеданса на ток полной нагрузки.

Электрический импеданс нагрузки выражается в омах, а соотношение между током и напряжением в цепи регулируется импедансом в цепи.В общем, импеданс имеет комплексное значение, что означает, что нагрузки обычно имеют сопротивление источнику, которое находится в фазе с синусоидальным сигналом источника, и реактивное сопротивление, которое не совпадает по фазе с синусоидальным сигналом источника. Полный импеданс — это векторная сумма сопротивления и реактивного сопротивления. Когда источник сигнала, такой как наш композитный видеовыход, видит цепь с очень низким импедансом, он производит ток, превышающий предполагаемый; когда он видит цепь с очень высоким импедансом, он производит меньший, чем предполагалось, ток.Эти несогласованные импедансы перераспределяют мощность в цепи, так что на нагрузку поступает меньше ее, чем схема была рассчитана, потому что природа схемы такова, что она не может просто перенастроить напряжение для обеспечения той же мощности независимо от скорости текущего потока.

Импеданс измеряется путем испытания на короткое замыкание. Когда одна обмотка закорочена, на другую обмотку подается напряжение номинальной частоты, достаточное для циркуляции тока полной нагрузки.Наиболее экономичное расположение сердечника и обмоток приводит к «естественному» значению импеданса, определяемому потоком утечки. Поток утечки является функцией ампер-витков обмотки, а также площади и длины пути потока утечки. Их можно изменить на этапе проектирования, изменив вольты на виток и геометрическое соотношение обмоток.
Трансформатор с более низким импедансом приведет к более высокому уровню повреждения (и наоборот). Однако полное сопротивление нулевой последовательности зависит от пути, доступного для протекания тока нулевой последовательности, и уравновешивающих ампер-витков, имеющихся в трансформаторе.Как правило, ток нулевой последовательности требует обмотки треугольником или звездой с заземленной нейтралью. Любой импеданс в соединении между нейтралью и землей увеличивает полное сопротивление нулевой последовательности. Это приводит к снижению тока нулевой последовательности и является функцией, которая часто применяется на практике в распределительной сети для управления величиной тока, который будет протекать в условиях замыкания на землю.

Расчет короткого замыкания с использованием импеданса трансформатора и источника

Время считывания: 5 минут

Расчет короткого замыкания на бесконечной шине можно использовать для определения максимального тока короткого замыкания на вторичной стороне трансформатора, используя только данные паспортной таблички трансформатора.Это хороший (и простой) метод определения максимального тока короткого замыкания через трансформатор в наихудшем случае, поскольку он игнорирует импеданс источника / электросети. Игнорирование импеданса источника означает, что он считается равным нулю, а напряжение, деленное на ноль, равно бесконечности, отсюда часто используется термин «бесконечная шина» или «бесконечный источник».

В моей статье Infinite Bus на сайте brainfiller.com метод бесконечной шины проиллюстрирован для расчета максимального тока короткого замыкания наихудшего случая на 480 В вторичной обмотке трансформатора на 1500 кВА с током 5.75 процентов импеданса. Использование подхода «бесконечная шина» или «наихудшего случая» показало доступный ток короткого замыкания 31 374 ампер.

Однако что, если вы оцениваете адекватность панели на вторичной обмотке с номиналом короткого замыкания 30 000 ампер? При подходе с бесконечной шиной это будет означать, что панель имеет неадекватный рейтинг прерывания. Но так ли это на самом деле? Это могло быть дорогостоящим выводом, основанным на предполагаемых (бесконечных первичных) данных.

Еще одна проблема, связанная с использованием подхода с бесконечной шиной, заключается в том, следует ли использовать расчеты короткого замыкания для исследования вспышки дуги.Это то, что я обсуждаю в моем учебном классе по вспышке дуги об использовании IEEE 1584 для выполнения расчетов вспышки дуги.

При исследовании вспышки дуги более высокий ток короткого замыкания может привести к наихудшему случаю падающей энергии, но это не всегда так. Возможно, что более низкий ток короткого замыкания может привести к увеличению времени работы защитного устройства, что приведет к увеличению продолжительности вспышки дуги и увеличению общей падающей энергии.

Чтобы обеспечить более точные расчеты короткого замыкания, необходимо включить импеданс источника.Давайте посмотрим, как учесть влияние фактического тока короткого замыкания источника и эквивалентного импеданса источника. Чтобы учесть полное сопротивление источника, можно использовать ту же формулу, которая использовалась для решения с бесконечной шиной, но необходимо добавить еще несколько шагов.

Формула бесконечной шины основана на импедансе трансформатора, как показано ниже. Он игнорирует сопротивление источника:

SCA _{вторичный} = (FLA _{вторичный} x 100) / (% Z _{трансформатор} )

Источник и импеданс трансформатора
Фактический ток короткого замыкания, доступный на вторичных выводах трансформатора, зависит не только от импеданса трансформатора, но и от того, насколько силен источник на первичной обмотке трансформатора.Трансформатор, подключенный к сильному источнику, например, близко к основной подстанции, будет иметь больший вторичный ток короткого замыкания, чем если бы тот же трансформатор был подключен к слабому источнику, например, к длинной распределительной линии в сельской местности.

Чтобы учесть силу / слабость импеданса источника, нам нужно только добавить одну дополнительную переменную,% Z _source к предыдущему уравнению.

Новое уравнение будет:

SCA _{вторичный} = (FLA _{вторичный} x 100) / (% Z _{трансформатор} +% Z _{источник} )

Добавляя% Z _{источник} к% Z _{трансформатору} , включается сила источника.Более сильный источник будет иметь меньшее значение для% Z _source , а более слабый источник будет иметь большее значение.

Процедура вычисления аналогична вычислению бесконечной шины, но теперь мы должны добавить дополнительный шаг вычисления полного сопротивления источника.

Шаг 1 — Расчет эквивалентного полного сопротивления источника:

% Z _{источник} = (кВА _{трансформатор} ) / (кВА _{короткое замыкание} ) x 100

где:

кВА _{короткое замыкание} = кВ _{Первичный} x Sqrt (3) x SCA _{первичный}

Это кажется достаточно простым, но где взять первичный SCA _{? Отличный вопрос! Если трансформатор планируется подключить к системе энергоснабжения, обычно источником этой информации является энергокомпания.Лучше всего начать с определения того, кто является представителем учетной записи коммунального предприятия, и спросить, могут ли они либо предоставить вам информацию, либо направить вас к тому, кто может располагать этой информацией.}

Если трансформатор не подключен напрямую к электросети, но находится дальше по течению в системе распределения электроэнергии, вам потребуется выполнить расчеты короткого замыкания для восходящей части системы. Это означает, что кому-то (возможно, вам) придется выполнить расчеты короткого замыкания от электросети до системы распределения электроэнергии.

Если вы не можете определить какую-либо из этих сведений и беспокоитесь о наихудшем случае коротких замыканий наивысшей амплитуды, вы всегда можете по умолчанию использовать более простой и обычно более консервативный расчет бесконечной шины.

Будьте осторожны! Бесконечные вычисления шины хороши для оценки максимального тока короткого замыкания через трансформатор в наихудшем случае (без учета вклада двигателя и допусков импеданса для трансформаторов, которые еще не поставлены / не испытаны). Однако, если вас интересуют минимальные токи короткого замыкания для анализа, такие как вспышка дуги, мерцание напряжения или гармонический резонанс, вычисление бесконечной шины не подходит.

Выведение ступени 1
Формула для расчета импеданса источника может показаться немного странной в первый раз, когда вы ее увидите. Разделение двух разных кВА магическим образом становится импедансом. Однако этот метод берет свое начало в системе единиц. Источник % Z _{— это фактическое полное сопротивление первичного источника источника в Ом, деленное на полное сопротивление базы трансформатора в Ом. Вот как работает вывод из шага 1:}

% Z _{источник} = (Z _{источник Ом} / Z _{база трансформатора} ) x 100

% Z _{источник} = (кВ2 _{вторичный} / МВА _{короткое замыкание} ) / (кВ2 _{вторичный} / МВА _{трансформатор} ) x 100

где:
Z _{источник Ом} = кВ2 _{вторичный} / MVA _{короткое замыкание}

Z _{база трансформатора} = кВ2 _{вторичная} / МВА _{трансформатор}

КВ _{вторичная} в числителе и знаменателе компенсируют друг друга, и у вас остается:

% Z _{источник} = [(1 / МВА _{короткое замыкание} ) / (1 / МВА _{трансформатор} )] x 100

, который становится:

% Z _{источник} = (трансформатор MVA / MVA _{короткое замыкание} ) x 100

или в нашем случае мы используем килограммы вместо мега, поэтому наши числа масштабируются на 1000:

% Z _{источник} = (кВА _{трансформатор} / кВА _{короткое замыкание} ) x 100

Шаг 2 — Рассчитайте номинальный ток вторичной полной нагрузки трансформатора:

FLA _{вторичный} = кВА _{3 фазы} / [кВ _{вторичный} x Sqrt (3)]

Шаг 3 — Рассчитайте ток короткого замыкания на вторичной шине трансформатора, но на этот раз мы используем импеданс трансформатора И импеданс источника.

SCA _{вторичный} = (FLA _{вторичный} x 100) / (% Z _{трансформатор} +% Z _{источник} )

Вот пример расчета.
Допустим, у нас есть трансформатор мощностью 1500 кВА с вторичным напряжением 480Y / 277V, первичным напряжением 13,2 кВЛ-L и импедансом 5,75%. Предположим, коммунальное предприятие сообщает нам, что их максимальный ток короткого замыкания в первичной обмотке трансформатора составляет 6740 ампер при 13,2 кВ.

Шаг 1 — Расчет полного сопротивления источника:

кВА _{короткое замыкание} = 6740 ампер x 13,2 кВЛ-L x sqrt (3)

кВА _{короткое замыкание} = 154097 кВА

(некоторые коммунальные предприятия могут называть это 154 МВА)

% Z _{источник} = (1500 кВА / 154097 кВА) x 100

% Z _{источник} = 0,97%

Шаг 2 — Как и в случае с бесконечной шиной, рассчитайте номинальный вторичный ток полной нагрузки трансформатора.

FLA _{вторичный} = 1500 кВА / [0,48 кВЛ-L x площадь (3)]

FLA _{вторичный} = 1804 ампер

Шаг 3 — Рассчитайте ток короткого замыкания на вторичной шине трансформатора.

SCA _{вторичный} = (1804 А x 100) / (5,75% + 0,97%)

SCA _{вторичный} = 26 845 ампер

Если этот расчет игнорирует источник и предполагает, что он бесконечен, ток короткого замыкания во вторичной обмотке будет:

SCA _{вторичный} = 31 374 А

Вы можете видеть, что учет импеданса источника (силы источника) существенно влияет на величину тока короткого замыкания на вторичных выводах трансформатора.

Все перечисленные выше переменные:
FLA _{вторичный} = вторичный ток полной нагрузки
кВ _{первичный} = первичный LL напряжение в кВ
кВ _{вторичный} = вторичный LL напряжение в кВ
кВА _{3 фазы} = трансформатор три- фаза кВА,
самоохлаждение
Sqrt (3) = квадратный корень из трех (1,73)
% Z _{трансформатор} = процентное сопротивление трансформатора
% Z _{источник} = процентное сопротивление источника
относительно базы трансформатора
кВА _{короткое замыкание} = мощность короткого замыкания
SCA _{вторичная} = ток трехфазного короткого замыкания на вторичной шине
SCA _{первичный} = ток трехфазного короткого замыкания на первичной шине

Еще несколько слов предостережения! Полное сопротивление трансформатора должно соответствовать действительной паспортной табличке, а не предполагаемому значению.Импедансы трансформаторов, которые еще не были построены или испытаны, могут отличаться на +/- 7,5% от указанного полного сопротивления. Приведенный выше расчет не включает вклад двигателя, который также необходимо учитывать.

Сложение импедансов источника и трансформатора, как мы только что сделали, хорошо для близкого приближения, но не идеально. Импедансы должны быть добавлены с использованием векторного сложения, что означает разделение каждого импеданса на его соответствующие значения X и R и объединение отдельных членов для определения истинной величины общего импеданса.Отношение X / R — это величина реактивного сопротивления X, деленная на величину сопротивления R, которая также является тангенсом угла, созданного реактивным сопротивлением и сопротивлением в цепи.

Источник: Печатается с разрешения автора. Brainfiller.com. Расчеты короткого замыкания с импедансом трансформатора и источника. https://brainfiller.com/2018/03/18/short-circuit-calculations-with-transformer-and-source-impedance/ и https://brainfiller.com/2005/08/22/short-circuit-calculations -infinite-bus-метод /

Как рассчитать импеданс трансформатора?

Есть три способа объяснить процентное сопротивление:
1) Это% падения напряжения во вторичной обмотке без нагрузки, когда от вторичной обмотки берется запаздывающий ток номинального нулевого коэффициента мощности при полной нагрузке.Это цена, которую приходится платить за передачу тока с первичной на вторичную сторону. Чем выше импеданс в%, тем выше падение вторичного напряжения во время нагрузки. Это падение (или рост с опережающими нагрузками) зависит от отношения X / R трансформатора и коэффициента мощности нагрузки. % падения напряжения =% R cos phi +% X sin phi, где cos phi — коэффициент мощности нагрузки.

2) Это% напряжения, необходимое на первичной обмотке для передачи номинального тока на закороченную вторичную. Так измеряется на заводе.

3) Это (100%) номинальный ток, который будет протекать в закороченной вторичной обмотке, когда на первичных клеммах поддерживается номинальное напряжение.Вот что происходит, когда во время обслуживания на клеммах трансформатора возникает неисправность 3L. Трансформатор должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать эти сверхтоки до тех пор, пока реле защиты не отключит неисправность. Это также определяет силу вспышки дуги во вторичной цепи. Чем выше импеданс в%, тем меньше перегрузка по току и, как следствие, разрушающие силы на обмотки и сила вспышки дуги.

Примерно до 1900 года инженеры пытались добиться как можно более низкого% импеданса трансформатора из-за (1) выше.Затем, когда номинальные параметры трансформатора повысились, инженеры поняли положительный эффект% импеданса из (3) выше и начали выбирать средний путь, оптимизируя оба аспекта. Как правило, более высокий% импеданса приводит к тому, что медный агрегат становится компактным, высоким и легким (больше меди, меньше сердечника, более высокие потери в меди / меньше потери в железе), а меньший процент импеданса приводит к получению сердечниковой машины — громоздкой, короткой и тяжелой. Для конкретной кВА существует диапазон% импеданса для экономичных конструкций с минимальными затратами на одном уровне. Но невозможно достичь оптимального уровня, поскольку коммунальные предприятия стандартизировали бы эти% импеданса для определенных номиналов в своей сети, исходя из эксплуатационных требований.

Как это вычисляется:
Учебники дают формулы для этого. В мире IEC это выражается на основе максимального рейтинга (скажем, в ONAN / ONAF 16/20 МВА на основе 20 МВА), а в мире IEEE на основе рейтинга ONAN. Он состоит из двух составляющих:% R (потеря нагрузки в% от номинала) плюс% X. X возникает из-за потока, генерируемого в радиальном зазоре между обмотками от токов обмоток, и, следовательно,% импеданса изменяется линейно с током нагрузки, когда выражается по номинальной кВА.Он пропорционален радиальному размеру обмоток плюс зазор x квадрату числа витков и обратно пропорционален высоте обмоток.

В современных трансформаторах сопротивление составляет 2-6% для распределительных устройств и 6-25% для силовых трансформаторов.