Was passiert mit einem Transformator, wenn die Versorgungsseite kurzgeschlossen wird?

Angenommen, ich habe eine Industrieanlage, in der eine Schalttafel durch einen Transformator gespeist wird. Die Schalttafel hat nur "passive" Lasten, dh sie tragen nicht zu Kurzschlussströmen bei.

Wenn es einen Kurzschluss an der Schalttafel gibt, die diesen Transformator (auf der Netzseite) speist, sagt mir meine Intuition, dass der Transformator entmagnetisiert würde (ohne Berücksichtigung des remanenten Flusses), daher muss Energie vom Transformator entweder zur Sekundär- oder zur Primärseite fließen. Da sich der Strom in einem Induktor nicht sofort ändern kann, sollte diese Energie meiner Meinung nach auf die Sekundärseite fließen.

Meine Simulationen zeigen dieses Verhalten. Wie das Bild unten zeigt, fließt etwa 2 ms lang Strom/Leistung (die Ergebnisse auf der Primärseite sind identisch, daher habe ich sie nicht berücksichtigt). Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob dies die korrekte physikalische Darstellung oder das Ergebnis ungenauer Mathematik ist. Der minimale Integrationsschritt, den ich auswählen kann, beträgt 1 ms, daher könnte dies ein Ergebnis davon sein (glaube ich).

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Der Grund, warum ich die Ergebnisse bezweifle, ist, dass genau der gleiche Strom vom kurzgeschlossenen Bus und in den Transformator auf der Primärseite fließt. Wenn ich die Ergebnisse auf beiden Seiten des Transformators untersuche, sehe ich, dass genau die gleiche Energiemenge ein- und ausgeht, nachdem die Primärseite kurzgeschlossen wurde. Dies sagt mir, dass der Transformator nicht entmagnetisiert ist.

Nun, wie wir alle im Kindergarten gelernt haben, muss Stromeingang gleich Stromausgang sein, also wie könnte ich etwas anderes erwarten? Nun, es ist nicht wirklich in allen Situationen wahr (Sie können zum Beispiel einen Kondensator aufladen). Ich weiß, dass der Energiespeicher in einem Transformator magnetische Energie ist, nicht elektrische.

Trotzdem scheint mir hier etwas nicht richtig zu sein. Ich freue mich über jeden Input!

Danke!

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Es ist möglich, dass meine Erklärung nicht gut genug war. Der Kurzschluss, von dem ich spreche, ist ein Fehler, der nach einer bestimmten Zeit auftritt, 3-phasig, Leiter-Leiter, Leiter-Leiter-Erde oder Leiter-Erde.

Hier ist ein Teil des Single-Line-Diagramms. Ich habe keine "Begründung" dafür, warum die Dreieck-Stern-Verbindung für die Analyse relevant ist (ich glaube nicht, es ist einfach so, wie das System ausgelegt ist). Es kann viele Gründe geben, zum einen die Eliminierung von Nullströmen, aber dies sollte für diese Frage nicht relevant sein.

Das folgende Diagramm zeigt, wie der Transformator in meinem Simulationstool dargestellt wird. Ich kann nicht "zeigen", wie der Stromkreis kurzgeschlossen ist. Ich füge ein "Ereignis" hinzu: "Erzeuge nach 3 Sekunden einen (3-phasigen / Leiter-Leiter / ...) Fehler. Dann kann ich die Systemreaktion als Ergebnis dieses Ereignisses sehen.

Ich würde denken, dass das allgemeine Verhalten des Transformators unabhängig von der Topologie, der Schaltgruppe usw. ist.

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Warum zeichnest du nicht einen vereinfachten Schaltplan. Wir müssen nichts über Gitter und Schalttafeln wissen, zeigen Sie einfach das Minimum, um Ihre Gedanken zu erklären.
Das hilft nicht - ich denke, Sie müssen einen Transformator zeigen, der an eine Last angeschlossen ist, wobei die Primärseite an eine Wechselstromquelle mit einem Schalter angeschlossen ist, der die Primärseite kurzschließt. Ich vermute hier, weil Sie so klingen, als würden Sie eine einfache Frage stellen, aber Sie verkomplizieren das Zeug mit all den Stern / Delta-Symbolen - denken Sie mindestens ODER begründen Sie, warum all das Stern / Delta-Zeug für die Analyse benötigt wird.
@Andyaka, bitte sehen Sie sich die neue Bearbeitung an. Ich stimme Ihnen zu und glaube auch, dass ich eine einfache Frage stelle und dass Details zu Vektorgruppen, wie sie verbunden sind usw. irrelevant sind. Wenn die Frage immer noch nicht klar ist, freue ich mich über Ihren Rat, wie ich sie verbessern kann. Es war nicht meine Absicht, zu viele Informationen in die Frage aufzunehmen, aber ich dachte, es wäre gut, meine Gedanken einzubeziehen, damit Sie (und andere Benutzer) sehen können, wo meine Logik (oder mein Simulationstool) versagt.

Antworten (1)

Stellen Sie sich einen einphasigen Transformator vor, der einen offenen Stromkreis auf der Sekundärseite speist. Der Wechselstrom ist ein normales Wechselstromsignal, dann wird das Wechselstromsignal plötzlich sofort 0 V (dies stellt den Kurzschluss an der Primärversorgung dar). Es wird eine gewisse Menge an magnetischem Fluss (auch bekannt als Energie) im Transformatorkern geben, der einen Strom aus den Primärwicklungen zurück in die 0-V-Wechselstromquelle drückt.

Wenn der Transformator in jeder Hinsicht perfekt ist (außer dass er eine Magnetisierungsinduktivität hat), fließt der Strom auf unbestimmte Zeit in die "0 V", ABER es gibt natürlich Widerstandsverluste, sodass dieser Strom exponentiell auf Null abfällt. Wenn an der Primärwicklung keine Streuinduktivität vorhanden ist, stellen die 0 V (auch bekannt als Kurzschluss) sicher, dass auf der Sekundärseite nichts zu sehen ist, außer der Beendigung der Wechselstromwellenform, wenn sie sofort auf Null fällt.

Wenn auf der Primärseite eine Streuinduktivität vorhanden ist (natürlich normal), wird auf der Sekundärseite eine kleine Rückschlagspannung zu sehen sein, da die Magnetisierungsinduktivität der Primärwicklung nicht perfekt auf 0 V kurzgeschlossen ist.

Mit oder ohne Last macht es keinen Unterschied - auf der Sekundärseite ist eine kleine Rückschlagspannung zu sehen, wenn der magnetische Fluss (und Strom) exponentiell auf Null abfällt.

Es sollte auch beachtet werden, dass, wenn der Wechselstrom am höchsten Punkt seiner Wellenform auf null Volt abfällt, der Strom in der Magnetisierungsinduktivität der Primärspule null ist und keine Wirkung zu sehen ist. Denn zu diesem Zeitpunkt wird auch der Fluss im Kern Null sein. Wenn andererseits die Wechselspannung an einem Nulldurchgang anhält (und auf Null bleibt), ist der Fluss in der Primärwicklung maximal und der oben beschriebene Effekt findet statt. An allen anderen Punkten ist der Effekt proportional geringer.

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