Перенапряжениях

Схема замещения трансформатора при

Мы рассмотрим только простейший случай перенапряжений в

трансформаторе, когда имеется лишь одна обмотка ВН трансформатора, на которую набегает волна перенапряжения со стороны линейного зажима А (рис. 10.10), причем другой зажим X (нейтраль) может быть или изолирован, или заземлен.

При установившемся режиме работы ток протекает практически только по обмотке трансформатора, встречая на своем пути активные и индуктивные сопротивления. Но при перенапряжениях картина явления коренным образом изменяется. Действительно, процессы, связанные с перенапряжениями, протекают с чрезвычайной быстротой и воспринимаются трансформатором как колебательные процессы весьма высокой частоты. В этом случае индуктивное сопротивление трансформатора становится весьма большим, тогда как емкостное сопротивление, наоборот, уменьшается. В пределе можно считать, что при перенапряжениях ток протекает только по емкостным сопротивлениям (емкости С данной части обмотки, например катушки, относительно соседней части и емкости обмоток на землю С_э). Для упрощения анализа емкости между отдельными обмотками не учитываются. В этих условиях эквивалентная схема трансформатора имеет вид, показанный на рис. 10.10.

Так как емкости С соединены последовательно, то емкость по длине обмотки составляет

, (10.15а)

где п – число элементов (катушек), из которых состоит обмотка.

Емкости на землю соединены параллельно, поэтому емкость обмотки относительно земли

. (10.19б)

Емкости и можно заменить одной эквивалентной, или так называемой входной емкостью:

. (10.19в).

При анализе процессов, происходящих в трансформаторе при перенапряжении, мы будем исходить из предположения, что на трансформатор набегает бесконечно длинная волна с прямоугольным фронтом.

Как известно, волна перенапряжения распространяется вдоль линии со скоростью , где L и – индуктивность и емкость на единицу длины линии; для воздушных линий эта скорость близка к скорости распространения света. При этом одной из основных характеристик линии является ее волновое сопротивление ; для воздушных линий ом; для кабельных линий вследствие значительно большей их емкости .

Волновое сопротивление трансформаторов в несколько раз больше, чем сопротивление воздушных линий, причем оно изменяется в зависимости от характера или частоты колебаний. Как известно, при переходе волны напряжения из цепи с меньшим волновым сопротивлением – в данном случае из линии – в цепь с большим волновым сопротивлением – в трансформатор – напряжение на зажимах трансформатора увеличивается и в пределе может удвоиться (рис. 10.11. а, б).

Время, за которое напряжение на входном зажиме трансформатора возрастает до двойного значения 2U₀= U, весьма невелико – порядка 0,1 мк сек. За это время, т. е. практически мгновенно, емкостная цепь трансформатора (см. рис. 10.10) заряжается, и создается картина начального распределения напряжения вдоль обмотки. Эта картина может весьма резко отличаться от картины распределения напряжения в обмотке при установившемся режиме.

Поскольку в последующем течении процесса обмотка представляет собой сложное сочетание емкостей и индуктивностей, переход от ее начального состояния к равновесию происходит путем колебательного процесса, постепенно затухающего из-за активного сопротивления обмотки и проводимости изоляции.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 330; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!