Quelle est l'impédance du circuit court - d'un transformateur?

Définition simple

LeCourt - Impédance du circuit(souvent indiqué commeZₛₜouZₖ) est l'impédance qu'un transformateur présente lorsque son enroulement secondaire est court - circuit et qu'une tension réduite est appliquée sur l'enroulement primaire juste assez pour provoquer le flux de courant nominal dans les deux enroulements.

Il s'agit de l'un des paramètres les plus critiques d'un transformateur, définissant ses performances dans des conditions de charge et de défaut.

Points clés expliqués

1. Ce qu'il représente

Considérez l'impédance du circuit court - comme mesure du transformateur«opposition» interne au flux de courant. C'est la somme vectorielle du transformateurrésistance(R) etréactance des fuites(X). Dans la plupart des transformateurs de puissance, la composante réactive (x) est significativement plus grande que la composante résistive (R).

Résistance (R):Provient de la résistance DC des enroulements en cuivre ou en aluminium.

Réactance des fuites (x):Ne se produit pas parce que tous les flux magnétiques produits par l'enroulement primaire sont des liens avec l'enroulement secondaire. Certains flux "fuites" et ne contribue pas au transfert d'énergie.

2. Comment il est exprimé

Il est presque toujours exprimé comme unpourcentage (% z). Ceci est également connu comme letension d'impédance.

Pourcentage d'impédance (% z):Le pourcentage de la tension primaire nominale qui doit être appliquée à l'enroulement primaire pour provoquer le flux de courant nominal dans l'enroulement secondaire lorsqu'il est court - circuit.

Exemple:
Un transformateur de 1000 kVA avec une impédance de 5%.

Sa tension principale notée est, disons, 11 000 V.

Pour faire circuler le courant nominal avec le secondaire court-circuité, vous n'auriez besoin qu'à appliquer 5% de 11 000 V=550 V au primaire.

Par conséquent, son impédance du circuit court - est de 5%.

3. Comment c'est déterminé

Il se trouve via leTest de circuit court -(ou "test d'impédance"):

Les bornes secondaires sont courtes - circulées avec un conducteur de service lourd -.

Une tension variable faible est appliquée aux bornes primaires.

Cette tension est progressivement augmentée jusqu'àcourant nominalcoule dans les enroulements primaires et secondaires.

La tension appliquée à ce stade (V_SC) est mesurée. % Z=(v_sc / v_rated) × 100%

Ce test est effectué en usine et la valeur% z est marquée sur la plaque signalétique du transformateur.

 

Pourquoi est-ce si important?

1. Limitation de courant de défaut

C'est son rôle le plus crucial. Lors d'un court défaut de circuit - du côté secondaire, le courant veut devenir extrêmement élevé (théoriquement infini). L'impédance du circuit court - est la seule chose qui limite ce courant de défaut.

% Inférieur Z:Permet des courants de défaut plus élevés. Cela peut être dangereux car il impose une énorme contrainte mécanique et thermique sur le transformateur et l'appareillage connecté (disjoncteurs, fusibles).

% Plus élevé Z:Limite le courant de défaut à un niveau plus sûr et plus gérable.

2. Régulation de tension

L'impédance provoque une chute de tension dans le transformateur lorsqu'elle est chargée.

% Inférieur Z:Signifie moins de chute de tension interne, conduisant à une meilleure régulation de tension (la tension secondaire reste plus proche de la tension nominale à mesure que la charge change).

% Plus élevé Z:Signifie une plus grande chute de tension interne, conduisant à une bonne régulation de tension (la tension secondaire s'affaisse plus à mesure que la charge augmente).

3. Fonctionnement parallèle

Pour que deux ou plusieurs transformateurs partagent efficacement une charge en parallèle, leur% Les valeurs Z doivent être appariées de très près. S'ils ne le sont pas, un transformateur (avec le% z inférieur) essaiera de transporter plus que sa part de la charge, ce qui entraînera potentiellement sa surcharge et sa défaillance.

 

Résumé dans une table

Fonctionnalité	Transformateur à faible% z	Transformateur à% z
Courant de défaut	Plus haut, plus sévère	Inférieur, moins sévère
Chute de tension	Inférieur	Plus haut
Régulation de tension	Mieux	Plus pauvre
Coût et taille	Généralement plus grand et plus cher pour la même note	Peut être légèrement plus petit
Utilisation courante	Réseaux de distribution (où une bonne régulation de tension est essentielle)	Grandes centrales électriques, sous-stations (où la limitation du courant de défaut est critique)

Autres noms

Vous pourriez l'entendre mentionné par plusieurs noms, tous signifiant essentiellement la même chose:

Tension d'impédance

Fuite d'impédance

Pourcentage d'impédance (% z)

En conclusion, l'impédance du circuit court - est un paramètre de conception fondamental qui représente l'opposition interne du transformateur au flux de courant. C'est un facteur critique pour déterminer le comportement du transformateur lors des défauts, ses performances de tension sous charge et sa capacité à fonctionner en parallèle avec d'autres unités.