Переходные процессы в трансформаторах

При переходе трансформатора из одного установившегося режима в другой возникают переходные процессы. Обычно переходный процесс длится очень короткое время, но может сопровождаться появлением больших токов и напряжений в обмотках, что необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации трансформаторов. Наибольший интерес представляют переходные процессы при включении трансформатора и коротком замыкании на клеммах вторичной обмотки.

Включение трансформатора в сеть

В этом случае результирующий магнитный поток можно рассматривать как сумму трех составляющих:

где Ф_у — магнитный поток установившийся (периодическая составляющая); Ф_Сд — магнитный поток переходного процесса (апериодическая, свободная составляющая); Ф_осг — магнитный поток остаточного магнетизма, направленный либо согласно с установившимся потоком (знак «+»), либо встречно (знак «-»).

Наиболее благоприятным является включение в момент времени, когда мгновенное значение напряжения на клеммах первичной обмотки имеет максимальное значение, а Ф_ост = 0. В этом случае магнитный поток Ф с первого же момента приобретает установившееся значение.

Наихудшим случаем является включение трансформатора, когда мгновенное значение напряжения на клеммах первичной обмотки равно нулю, а магнитный поток Ф_осг имеет противоположный знак с Ф_у.

Как следует из рис. 1.32, поток достигает наибольшего значения Ф_тах спустя приблизительно полпериода после включения трансформатора.

Поток Ф_ост может достигать значения 0,5Ф_ОТ и, учитывая, что сво бодная составляющая магнитного потока затухает медленно,.

Рис. из

Увеличение магнитного потока в переходном процессе вызовет увеличение намагничивающего тока. Как показывает опыт (рис. 1.33), броски намагничивающего тока при включении трансформатора могут в 100−120 раз превышать ток холостого хода или в 2−5 раз — номинальный ток первичной обмотки. Переходный процесс протекает относительно быстро, поэтому токи включения не представляют опасности для трансформатора. Их следует учитывать при регулировке аппаратов защиты во избежание отключений трансформатора.