2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Межвитковое короткое замыкание
Сообщение03.03.2015, 17:42 
Я не пойму чем оно опасно?
Ну, если условно взять первичное напряжение трансформатора 10 кВ, вторичное 400 В. Будет, скажем, на вторичной обмотке 100 витков.
Потом между началом 50го и концом 51го витка произошло короткое замыкание.
Получается, стало не 100 витков, а 98. Как бы две катушки, соединенные последовательно по 49 витков каждая.

Коэффициент трансформации сильно не изменится. Ток сильно не вырастет, напряжение сильно не уменьшится. В чем проблема-то? Вот если бы пол обмотки короткозамкнуло - тогда да. Сразу бы ток в 2 раза вырос. А тут что?

Везде есть статьи о том, как обнаружить такое кз или о способах защиты. Но нигде нет инфорамции о том зачем это нужно?!Нашел в сети такую картинку, но тоже странно. Там показано, что чем больший процент витков обмотки будет закорочен - тем меньше будет ток кз во вторичной обмотке. Как?! Причем, интересно, что на первичной обмотке ток будет все время расти. Почему?
Изображение
На графике по оси абсцисс - количество короткозамкнутых витков в процентах от общего их количества.
Ну и по ординатам - ток, кратность относительно номинального. Слева - для первичной обмотки, справа - для вторичной.

 
 
 
 Re: Межвитковое короткое замыкание
Сообщение03.03.2015, 22:35 
Аватара пользователя
Индуктивность пропорциональна квадрату числа витков. Поэтому в короткозамкнутых витках индуктивное сопротивление мало, активное тоже невелико, и нет сопротивления нагрузки, так что ток очень велик. Это может вызвать загорание.

 
 
 
 Re: Межвитковое короткое замыкание
Сообщение03.03.2015, 23:06 
Аватара пользователя
Сопротивления самого витка и будет нагрузкой для эдс одного витка. По сути образуется индукционная печь.

 
 
 
 Re: Межвитковое короткое замыкание
Сообщение03.03.2015, 23:43 
Евгений Машеров в сообщении #985284 писал(а):
Индуктивность пропорциональна квадрату числа витков. Поэтому в короткозамкнутых витках индуктивное сопротивление мало, активное тоже невелико, и нет сопротивления нагрузки, так что ток очень велик. Это может вызвать загорание.

То, что индуктивность пропорциональна квадрату это ясно. Но это не меняет сути. Было 100^2=X, стало (98^2)*0,98=0,96*X. Т.е. если всего два витка будут короткозамкнуты, то индуктивность снизится всего на 4%. Если учесть еще сокращение длины, то, пусть, на 5,5%.

Да и вообще, по мне так об индуктивности можно не вспоминать тут. Есть коэффициент трансформации. Было 2500/100=25. Стало 2500/98=25,5. Мизерная разница.

В результате кз двух витков, остальная часть обмотки работает как и раньше. Нагрузка тоже никуда не девается. Поэтому, нет никаких оснований ожидать, что ток будет большим. Причем, учитывая, что трансформатор в основном не работает на полную мощность, то кз нескольких витков не приведет к возникновению тока сверх номинального.
Понятно, что если появилось кз, то будет тенденция к тому, что оно будет разростаться и все больше витков будут короткозамкнуты. И вот если их будет половина - тогда да. Двукратный рост тока. И тут мне интересно: как долго кз 1-2 витков может существовать? Может ли такой трансформатор еще работать несколько дней/недель? Будет ли реально дуга захватывать витки по-соседству или нет?

Ну и, само-собой, я хочу разобраться в том графике, что я привел. Почему чем больше витков короткозамкнуты, тем МЕНЬШЕ ток на вторичной стороне? Должен же наоборот расти!
И почему растет ток на первичной? Может, этот график - неверный?

 
 
 
 Re: Межвитковое короткое замыкание
Сообщение04.03.2015, 00:20 
Отмотать от отмотки со 100 витками два витка и считать что это то же самое, что и 100 витков с двумя короткозамкнутыми неправильно. Если отключить внешнюю нагрузку в таком трансформаторе то по сути мы получим трансформатор с двумя витками на вторичной обмотке которые закорочены И ток будет практически ограничен лишь внутренним сопротивлением этой обмотки (из двух витков.) которое очень мало. На вашем примере
на каждый виток будет приходиться около 4В. И вот эта ЭДС начнет «гонитять» заряды по этому витку. А виток имеет диаметр и материал, подобранный под номинальный ток который в десятки, раз меньше за ток который возникнет в этом витке. Это приведет к локальному повышению температуры места где находится этот виток и разрушению всей обмотки и т.д.

 
 
 
 Re: Межвитковое короткое замыкание
Сообщение04.03.2015, 00:24 
По-моему, ток во входной создаёт магнитный поток. При кз, часть мощности магнитного потока идёт на ток и нагрев замкнутых витков , а оставшееся на ток в полезной нагрузке. Чем больше витков замкнуто, тем большая мощность идёт на нагрев и тем меньше остаётся на полезную нагрузку.

 
 
 
 Re: Межвитковое короткое замыкание
Сообщение04.03.2015, 00:46 
Аватара пользователя
Нету "коэффициента трансформации". В смысле чего-то неизменного и независящего от поломки устройства. Если мы рассматриваем трансформатор с короткозамкнутыми витками, значит, это у нас не то устройство, для расчёта которого вместо выписывать полные уравнения мы нашли упрощённую схему расчёта. С этим самым коэффициентом. А теперь его нет, теперь опять считать надо.

 
 
 
 Posted automatically
Сообщение04.03.2015, 08:22 
Аватара пользователя
 i  Тема перемещена из форума «Механика и Техника» в форум «Карантин»
Причина переноса:
Наберите все формулы и термы $\TeX$ом.
Инструкции по оформлению формул здесь или здесь (или в этом видеоролике).
См. также тему Что такое карантин, и что нужно делать, чтобы там оказаться.
После исправлений сообщите в теме Сообщение в карантине исправлено, и тогда тема будет возвращена.

 
 
 [ Сообщений: 8 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group