Что произойдет с трансформатором при коротком замыкании на стороне питания?

Предположим, у меня есть промышленное предприятие, где распределительный щит питается через трансформатор. Распределительный щит имеет только "пассивные" нагрузки, т.е. они не вносят вклад в токи короткого замыкания.

Если произойдет короткое замыкание на распределительном щите, питающем этот трансформатор (со стороны сети), моя интуиция подсказывает мне, что трансформатор будет размагничен (без учета остаточного потока), поэтому энергия должна идти от трансформатора либо на вторичную, либо на первичную сторону. Поскольку ток в катушке индуктивности не может сразу измениться, я думаю, что эта энергия должна идти на вторичную сторону.

Мои симуляции показывают это поведение. Как показано на изображении ниже, ток/мощность течет примерно 2 мс (результаты на первичной стороне идентичны, поэтому я не включил их). Однако я не уверен, является ли это правильным физическим представлением или результатом неточной математики. Минимальный шаг интегрирования, который я могу выбрать, составляет 1 мс, так что это может быть результатом этого (я думаю).

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Причина, по которой я сомневаюсь в результатах, заключается в том, что один и тот же ток течет от закороченной шины к трансформатору на первичной стороне. Исследуя результаты на обеих сторонах трансформатора, я вижу, что одинаковое количество энергии входит и выходит после короткого замыкания первичной обмотки. Это говорит о том, что трансформатор не размагничен.

Теперь, как мы все узнали в детском саду, ток на входе должен быть равен току на выходе, так как же я мог ожидать чего-то другого? Ну, это не совсем верно во всех ситуациях (например, вы можете зарядить конденсатор). Я знаю, что запас энергии в трансформаторе — это магнитная энергия, а не электрическая.

И все же что-то здесь мне кажется неправильным. Я ценю любой вклад!

Спасибо!

Обновлять

Возможно, мое объяснение было недостаточно хорошим. Короткое замыкание, о котором я говорю, - это неисправность, которая возникает через определенное время, 3 фазы, линия-линия, линия-линия-земля или линия-земля.

Вот часть однолинейной схемы. У меня нет никакого «обоснования» того, почему соединение «треугольник-звезда» имеет значение для анализа (я так не думаю, просто так устроена система). Причин может быть много, исключение токов нулевой последовательности по одной, но это не должно иметь отношения к данному вопросу.

На приведенной ниже диаграмме показано, как трансформатор представлен в моем инструменте моделирования. Я не могу «показать», как замыкается цепь. Это делается следующим образом: я добавляю «событие»: «Создайте (3 фазы / Линия-Линия / ...) неисправность через 3 секунды. Затем я могу увидеть реакцию системы в результате этого события.

Я думаю, что общее поведение преобразователя не зависит от топологии, векторной группы и т. д.

введите описание изображения здесь

почему бы вам не нарисовать упрощенную схему. Нам не нужно знать о сетях и распределительных щитах, просто покажите минимум, чтобы объяснить свои мысли.
Это не помогает - я думаю, вам нужно показать трансформатор, подключенный к нагрузке, с первичной обмоткой, подключенной к источнику переменного тока с выключателем, который закорачивает первичную обмотку. Я предполагаю здесь, потому что вы звучите так, как будто задаете простой вопрос, но вы усложняете все со всеми символами звезды / дельты - подумайте минимум ИЛИ обосновывайте, почему для анализа необходимы все элементы звезды / дельты.
@Andyaka, пожалуйста, посмотрите новое редактирование. Я согласен с вами и также считаю, что задаю простой вопрос и что подробности относительно векторных групп, как они связаны и т. д., не имеют значения. Если вопрос все еще не ясен, я ценю ваши советы о том, как я могу его улучшить. Я не собирался включать слишком много информации в вопрос, но я подумал, что было бы хорошо включить свои мысли, чтобы вы (и другие пользователи) могли видеть, где моя логика (или инструмент моделирования) терпит неудачу.

Ответы (1)

Подумайте об однофазном трансформаторе, питающем разомкнутую цепь на вторичной обмотке. Переменный ток является нормальным сигналом переменного тока, затем внезапно сигнал переменного тока мгновенно становится равным 0 В (это представляет собой короткое замыкание на первичном питании). В сердечнике трансформатора будет некоторое количество магнитного потока (также известного как энергия), который будет выталкивать ток из первичных обмоток обратно в источник переменного тока 0 В.

Если трансформатор идеален во всех отношениях (кроме того, что он имеет намагничивающую индуктивность), ток будет бесконечно течь в «0 В», НО, конечно, есть резистивные потери, поэтому этот ток будет экспоненциально спадать до нуля. Если на первичной обмотке нет индуктивности рассеяния, 0 В (т. е. короткое замыкание) гарантирует, что на вторичной обмотке не будет видно ничего, кроме прекращения сигнала переменного тока, когда он мгновенно упадет до нуля.

Если на первичной обмотке есть индуктивность рассеяния (нормальная, конечно), то на вторичной обмотке будет наблюдаться небольшое обратное напряжение из-за того, что индуктивность намагничивания первичной обмотки не полностью закорочена на 0 В.

С нагрузкой или без нее это не будет иметь значения - на вторичной обмотке будет наблюдаться небольшое обратное напряжение, поскольку магнитный поток (и ток) экспоненциально затухает до нуля.

Следует также отметить, что если переменный ток падает до нуля вольт на самом пике его формы волны, ток в намагничивающей индуктивности первичной обмотки равен нулю, и никакого эффекта не будет видно. Это связано с тем, что в этот момент времени поток в сердечнике также будет равен нулю. Если, с другой стороны, переменное напряжение останавливается при пересечении нуля (и остается на нуле), поток в первичной обмотке будет максимальным и будет иметь место описанный выше эффект. Во всех остальных точках эффект будет пропорционально меньше.