Jednofázový transformátor - chod nakrátko

Tato lekce se zabývá chodem jednofázového transformátoru naprázdno a nakrátko.

Princip činnosti chodu nakrátko (s =1)

Stavem nakrátko rozumíme případ, kdy jsou výstupní svorky spojeny nakrátko bezodporovou spojkou. Vstupním vinutím prochází při zkratu značný proud I_1k a výstupním vinutím I_2k. Při výpočtu zanedbáváme magnetizační i ztrátový proud (příčná větev), protože jsou velmi malé (asi 200-400x menší než proud nakrátko).

Napětí nakrátko je napětí, které výstupním vinutím transformátoru protlačuje jmenovitý proud, jsou-li jeho výstupní svorky spojeny nakrátko.

Náhradní schéma

Obr. 1: Náhradní schéma [1]

Zjednodušené schéma

Obr. 2: Zjednodušené náhradní schéma [1]

Výpočet

Aplikace II. Kirchhoffova zákona:

U_1k = R₁ I_1k + jX₁σ I_1k + jX₂σ I_1k + R₂ I_1k                                 -I_2k = I_1k

U_1k = (R₁+ R₂ ) I_1k +(jX₁σ + jX₂σ) I_1k                                           R_1k = R₁ + R₂

U_1k = R_1k I_1k + jX_1k I_1k                                                                    X_1k = X₁σ + X₂σ

U_1k = R_1k I_1k + jX_1k I_1k

U_1k = (R_1k +jX_1k) I_1k                                                                           Z_1k =R_1k + jX_1k

U_1k = I_1k Z_k1

Obr. 3: Fázorový diagram nakrátko [1]

Závěry

• Z výše uvedeného je patrné, že celé přiváděné napětí je spotřebováno na krytí vnitřních úbytků napětí.
• Čím větší je napětí nakrátko, tím menší je proud nakrátko.
• Napětí nakrátko bývá 4 – 6% u transformátorů do 1,6MVA a u vyšších až 11%.

 

Zdroje

Obrázky

[1] Archiv autora.