разность периодической составляющей и начального тока намагничивания. Заметим, что второй член при / = О равен начальному значению результирующей апериодической составляющей тока намагничивания /оа. нач (рис. 3-1).

Третий член является вынужденной апериодической составляющей тока намагничивания, т. е. некоторой частью первичного апериодического тока; остальная его часть устремляется в ветвь вторичного тока схемы. Четвертый член - свободная апериодическая составляющая, компенсирующая третий член при t = 0. Обе свободные составляющие (вторая и четвертая) замыкаются в контуре, образованном ветвями вторичного тока и намагничивания ТТ, и затухают с постоянной времени Т .

Затухание вынужденной апериодической составляющей (третьей), так же как и первичного тока Ila, определяется постоянной времени Т. В частном случае при чисто активной нагрузочной ветви (7*2 = 0), когда 6 = О и /о нач = О, вторая составляющая тока намагничивания отсутствует. Влияние магнитных свойств магнитопровода ТТ на его ток намагничивания уменьшается с уменьшением постоянной времени Т.

Интересно отметить, что теоретически в предельном случае

Т = Гг, когда, кроме того, /ха.нач = -inepm. 1 = О, /онач =

= О, получается

to = /хпер m (cos (й - е-/),

т. е. ток намагничивания равен первичному току.

Третья составляющая достигает наибольшего значения при 6i = 0. Вообще начальное значение третьей, а следовательно, и четвертой составляющих может во много раз превышать амплитуду основной гармоники тока намагничивания /опер т, но никогда не может быть больше амплитуды первичного тока /щер т- Если при этом Т > Tl, как это нередко бывает, основное влияние на процесс после максимума тока /оа.м оказывает четвертая составляющая.

Как видно из уравнения (3-5), знаки третьей и четвертой составляющих тока намагничивания ТТ зависят от соотношения между постоянными времени Т, Т, Т. На практике в большинстве случаев > Т. Если, кроме того, Т = и амплитуда тока /inepm. нзпример при коротком замыкании, превышаег амплитуду тока нормального режима /inopMm. то вынужденная апериодическая (третья) составляющая тока намагничивания противоположна по знаку первичному току tia- Все три апериодические составляющие тока (вторая, третья и четвертая) в сумме дают результирующую апериодическую сеставляющую toa. Что касается периодической составляющей тока намагничивания 4 пер> то при индуктивной нагрузке (Та -> оо) она совпадает по знаку с током tlnen. а при активной (Tj = 0) отстает от него на угол, меньший 90 , так же, как при установившемся режиме.

Изменение во времени составляющих первичного тока и тока намагничивания, а также результирующих токов в соответствии с изложенным иллюстрируется кривыми рис. 3-1. При построе-

нИИ этих кривых было принято, что Т > Tl > Tg, /inepm>

i> /iHopM m. Фг = 0 и при t = о ток намагничивания равен току предшествующего режима нормальной работы /онач-

Максимальные значения тока намагничивания и время их достижения. Для оценки влияния постоянной времени Ti и параметров ветви вторичного тока на суммарный апериодический ток намагничивания и время ом достижения им максимального значения /оа м воспользуемся выражениями, полученными из формулы (3-5) [79]:

г - г -

Оа.м - Imp т у

ом = -- In

Т 7 (1+(й2Г)(Г1 -Га) (1+(й27 )(Г1-Га)

T~Ti LTi (1 4. (оТ ) (Ту - Га) 4- (1 + iuTJ-) (Г - Ti)J

(3-8)

В частном случае, когда Г > Т, ауТ > 1, ауГТ > О, находим, что

. Оа. м InepmTi/T ,

Т. е. максимум апериодической составляющей тока намагничивания, пропорционален отношению постоянных времени первичной цепи и ветви вторичного тока ТТ.

Что касается максимума периодической составляющей тока намагничивания, то очевидно, что

4 J -J Vl+Wl.

I оперт - inepm J/ j j f j2 1

По формулам (3-7)-(3-9) на рис. 3-2 и 3-3 построены зависимости отношений токов loa.Jhuepm, ha.Jhuevm И ВреМСНИ qm

ОТ Т для характерных значений постоянных: Ti = 0,05 и 0,1 с; Тг = О и 0,016 с (значения Т отложены на оси абсцисс в логарифмическом масштабе).

Из рис. 3-2 видно, что отношения / а. Jhnep т возрзстают с увеличением постоянной времени Т , т. е. с уменьшением нагрузки трансформатора, и с увеличением постоянной времени электроэнергетической системы Tl. Например, при Т = 10 с, Ti = 0,1 с и Та = О это отношение приближается к 30. Но с увеличением Т уменьшается отношение /оа.м/перт. что в результате приводит к снижению относительного тока намагничивания.

Отношения /оа.м оперт И /о а. м/1пер m - ЭТО Характерные параметры, определяющие отклонение переходного режима ТТ

4* . 99

£i ЧЙЙ 5S-5-S- 2 5 5 Юс

Рис. 3-2. Зависимости отношения I а. пер m и /о а. м/о пер m от постоянных

времени Г, Тх и

ОТ установившегося при заданном пер т- На основании изложенного приходим к заключению, что для уменьшения отношения /оа. м/оперт при нсобходимости СНИЗИТЬ влиянис апсриодической составляющей тока намагничивания следует повышать сопротивление нагрузки Ггн- При этом увеличивается возможная отдача мощности, однако возрастает погрешность трансформации установившегося периодического тока Ilnep-

Для ТТ с замкнутым стальным магнитопроводом, как будет видно из дальнейшего, повышение сопротивления нагрузки приводит вследствие насыщения к повышенным отклонениям токов намагничивания от установившихся.

Приблизительно при Т > 0,1 с постоянная не влияег на

/оа.м оперт- ПрИ МСНЬШИХ ЗнаЧСНИЯХ Т ОТСуТСТВИС ИНДУКТИВНОСТИ в цепи нагрузки (Tg = 0) сказывается благоприятно, так как ограничивает апериодическую составляющую тока намагничивания.

Как видно из рис. 3-3, время ом возрастает с увеличением Т , достигая, например, при Т = 20 с и = 0,1 с приблизительно 0,5 с. С другой стороны, при постоянной времени Т < Тх время 4м проходит через нуль и становится отрицательным, т.. е. в действительности ток ioa не имеет максимума, а его наибольшее значение приходится на начальный момент t = Q. Постоянйая Тх также оказывает влияние на ом, в особенности при больших значениях Т : с увеличением Тх время 4м увеличивается.