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 Фу — магнитный поток установившийся (периодическая составляющая); ФСд — магнитный поток переходного процесса (апериодическая, свободная составляющая); Фосг — 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 Фост = 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 Фосг имеет противоположный знак с Фу.
Как следует из рис. 1.32, поток достигает наибольшего значения Фтах спустя приблизительно полпериода после включения трансформатора.
Поток Фост может достигать значения 0,5ФОТ 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.