Переходный процесс при включении трансформатора в холостую
а) Включение трансформатора с ненасыщенной сталью.
Включение трансформатора с разомкнутой вторичной обмоткой представляет собою включение катушки со сталью в цепь синусоидального напряжения.
Предположим, что трансформатор включен в момент показанный на рис (a0), где
U1 – мгновенное значение напряжения
U1m – амплитуда напряжения, тогда U1 = U1msin(wt + a0), тогда уравнение ЭДС первичной обмотки может быть написано в виде 
, где
i0– ток включения холостого хода трансформатора
i0r1 – составляющая напряжения уравнения противодействие ЭДС сопротивления
– составляющая напряжения, которая уравновешивает ЭДС самоиндукции, созданную основным потоком и потоком рассеяния. Решение этого дифференциального уравнения относительно i0 дается в ТОЭ в разделе “Теория переменного тока”.
где 
- постоянная времени затухания.
В трансформаторах x >> r, поэтому j0 » p/2 » 90°, тогда формула примет упрощенный вид
Видим что ток и поток состоят из двух составляющих:
iуст – установившегося тока, изменяющегося по синусоидальному закону
iпер = iсв – переходный, который в момент включения имеет ту же амплитуду что и iуст, но представляет собою апериодическую функцию времени, затухающей по закону апериодической функции с постоянной времени T = L1/r1.
Характер протекания переходного процесса определяется моментом включения трансформатора (a0):
1) Включение трансформатора в момент, когда a0 = 0, t = 0, U1 = 0, тогда
, т.е. iуст = -Im, iпер = Im
В момент включения ток i0 = 0
Роль iпер и состоит в том, чтобы в момент включения катушки со сталью в сеть обеспечить это условие. Видим, что при включении на сеть трансформатора ненасыщенного
в момент, когда U1=0, амплитуде сверхтока холостого хода достигает в предельном случае двойного значения амплитуды установившегося тока холостого хода черезp/2.
Аналогичные кривые для потока.
2) Включение трансформатора на сеть в момент a0 = p/2, U1 = U1m …, iсв = 0, i0 = iуст = 0
Переходного процесса как такового не будет и процесс в первый же момент времени и переходного процесса не будет.
б) Включение трансформатора с насыщенной сталью.
 |
Если сталь трансформатора насыщена, то картина переходного процесса не изменится в отношении потока (Ф), так как из условия равновесия ЭДС значение этого потока определяется для любого момента времени подведенным напряжением – U1. Т.к. U1 уравновешивается Е, а ЭДС наводится Ф. Но ток включения холостого хода будет другой, так как при насыщении стали он растет значительно быстрее потока. Включение трансформатора при a0 = 0, t = 0, U1 = 0.
Так как через время соответствующего p/2 поток достигает в пределе двойной амплитуды, то ударный ток холостого хода по отношению к амплитуде возрастает в 50-80 раз.
Данный ток не опасен с точки зрения нагрева, но может привести к ложному срабатыванию защиты.
Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 789;