2tom083

4. TRANSFORMATORY 168

Wzajemnie równoważące się przepływy /₁₂ N_x oraz /, N₂ mają przy znamionowym obciążeniu duże wartości i — zgodnie z rys. 4.7 — wypadkowa siła magnetomotoryczna wytwarza w przestrzeni międzyuzwojeniowej strumień rozproszeniu. Jest on skojarzony częściowo z jednym, a częściowo z drugim uzwojeniem (rys. 4.8); nie jest natomiast jednocześnie skojarzony z obu uzwojeniami (jak strumień główny). Strumień rozproszenia powoduje więc wyłącznic indukcyjne spadki napięcia, zwane rozproszeniowymi, proporcjonalne do prądu obciążenia. Współczynniki proporcjonalności określa się jako reaktancje rozproszenia X_rl=a>L_rl oraz X_r2 = toL_rl, przy czym L_r] oraz L_r2 są indukcyjnościami rozproszenia odpowiednio uzwojenia pierwotnego oraz wtórnego.

4. TRANSFORMATORY 168

a)

b)

Rys. 4.8. Strumień powstający pod wpływem działania wypadkowej siły magnetomotorycznej z rys. 4.7: a) rozkład strumienia w przestrzeni i rdzeniu; b) rdzeń z zaznaczoną linią, wzdłuż której jtldl — 0

Rys. 4.9. Transformator jednofazowy o przekładni n = 1 i pomijalnym prądzie jałowym i„: a) schemat zastępczy układu obejmujący indukcyjność wzajemną, indukcyjności rozproszenia, rezystancje uzwojeń, odbiornik (czynnoindukcyjny): zastrzałkowano zwroty dodatnie prądów i napięć; b) wykres fazorowy napięć i prądów

Schemat zastępczy odwzorujący rozproszenie i wykres fazorowy przy pomijalnic małym prądzie 1₀ i przekładni n = 1 przedstawiono na rys. 4.9.

Strumień rozproszenia w przestrzeni pozardzeniowej podczas obciążenia jest przyczyną:

—    strat dodatkowych (p. 4.4.2), pochodzących od prądóvę wirowych we wszystkich elementach metalowych, przez które ten strumień przenika (materiał uzwojeń, materiały konstrukcyjne);

—    sił dynamicznych działających na uzwojenia z prądem, szczególnie groźnych podczas zwarć udarowych.

4.2.4. Schematy zastępcze

Rysunek 4.10 sporządzono dla transformatora o przekładni n = 1. W przypadku n #1 należy przeliczyć poszczególne wielkości do wspólnej liczby zwojów, przyjętej za

Rys. 4.10. Schematy zastępcze: a) schemat T; b) schemat T

podstawę. Zwykle jest to liczba zwojów jednego z uzwojeń. Parametry przeliczone oznacza się indeksem prim (') u góry symbolu. Zespól wyrażeń (4.14) daje sprowadzenie do liczby zwojów jV ,.

¥r=n; I₂N₂ = I_l2N_l = l'₂N'₂    1

u₂

N'₂ = N₂n = N₁; /'₂ = /₂- = /₁₂ n

U'i2=Ul2n	-U ni	X,2 = Xr2n^2
R‘z = «2n^2;	A U'2 =	A U2n
U2 = U2n;	Z'*-	Zobc^1,2	*

(4.14)

przy czym: A U — spadek napięcia, Z_obc — impedancja obciążenia.

Schematy zastępcze o stałych skupionych R, L dla jednej fazy transformatora sprowadzonej do wspólnej liczby zwojów i zc zlinearyzowaną charakterystyką magnesowania o postaci T oraz F przedstawiono na rys. 4.10. Jeśli gałąź poprzeczna (magnesowania) zostanie zaniedbana, to schematy T i T stają się równoważne.

4.2.5. Stan zwarcia

Po bezoporowym zwarciu zacisków wtórnych transformatora napięcie U₂ = 0. Strumień skojarzony z uzwojeniem wtórnym, przenoszący do niego moc czynną, odpowiada wtedy napięciu AU₂ — 1'₂ R'₂, a jeżeli rezystancja R'₂ jest pomijalnie mała, to strumień ten jest równy zeru. Cały strumień jest więc skojarzony tylko z uzwojeniem pierwotnym i jest strumieniem rozproszenia. Pomijając w schemacie zastępczym (rys. 4.10) gałąź poprzeczny uzyskuje się impedancję zastępczą transformatora podczas zwarcia Z*, zwaną impedancją zwarcia

2* = R_k + j    = {R, + R'₂) + j (X_rl + X'_r2)    (4.15a)

= xZrF+X?    (4.15b)

Napięcie, którym trzeba zasilić zwarty transformator, aby uzyskać w uzwojeniach