Расчет напряжения короткого замыкания

Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %,

U_a = P_к /10S_н (58)

где P_к – в Вт; S_н – в кВА.

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,

(59)

где

a_p = (a₁ + a₂)/3 + a₁₂

Коэффициент к_р, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеального поля, вызванное конечным значением размера H_о:

где

Коэффициент учета неравномерного распределения витков по высоте к_q приближенно равен 1,05;

u_в – ЭДС витка, В.

Напряжение короткого замыкания, %,

(60)

РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ОБМОТОК ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ

Температура обмотки, °С, через t_к = 4 секунды после возникновения короткого замыкания определяется по формуле:

- для медных обмоток

Θ_{к м} = 670t_к/[12,5(U_к/J)²-t_к] + Θ_н (61)

- для алюминиевых обмоток

Θ_{к а} = 670t_к/[5,5(U_к/J)²-t_к] + Θ_н (62)

где J – плотность тока при номинальной нагрузке, А/мм²;

Θ_н – начальная температура обмотки, обычно принимаемая за 90˚С.

Полученное значение Θ_к сравнивается с предельно допустимой температурой обмоток при коротком замыкании по таблице 7.

Время, в течение которого медная обмотка достигает температуры 250˚С,

t_{к 250} ≈ 2,5(U_к/J)² (63)

Время достижения температуры 200°C для алюминиевых обмоток

t_{к 200} ≈ 0,79(U_к/J)² (64)

5. РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ И ХАРАКТЕРИСТИК ХОЛОСТОГО ХОДА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ И МАССЫ МАГНИТОПРОВОДА

Расстояние между осями соседних стержней (см. рис. 6)

А = D"₂ + a₂₂ (65)

Полученное значение А округляем до большего числа.

Длина магнитопровода

l_м = 2А + D₀ (66)

Находим ряд размеров магнитопровода:

1. Сечение стержня П_фс, см² (число определено по (11)).

2. Сечение ярма П_фя, см² (из рис. 7).

3. Высота ярма h_я, см, можно принять равной D₀.

4. Объем угла V_у, дм² (из рис. 8).

Определяем высоту окна H, см,

H » H_о + 2h_о (67)

где h_о – изоляционное расстояние, см, (определяется из рис. 2).

Масса угла, кг, (см. рис. 9)

M_у = V_у×к_з×g_ст (68)

где V_у – объем угла, дм³;

к_з – коэффициент заполнения сечения сталью, к_з = 0,96;

g_ст – плотность электротехнической стали, g_ст = 7,65 кг/дм³.

Масса стержней, кг,

М_с = с×П_фс×к_з×(H + h_я)g_ст×10^-3 – с×М_у (69)

где с – число стержней магнитной системы.

Масса ярма для трехстержневого магнитопровода, кг,

М_я = 4П_фя×к_з×А×g_ст×10^-3 – 4М_у (70)

Масса стали трехстержневого магнитопровода, кг,

М_ст = М_с + М_я + 6М_у (71)

РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ХОЛОСТОГО ХОДА

Потери холостого хода трансформатора определяются по формуле, Вт,

P₀ = к_пт×к_пи×р_с×М_ст (72)

где к_пт – коэффициент учета технологического фактора, к_пт = 1,06;

к_пи – коэффициент, учитывающий искажение формы кривой магнитного потока и индукции, к_пи = 1,33;

р_с – удельные потери, Вт/кг (берутся из таблицы 8 по индукции в стержне).

РАСЧЕТ ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА

Полная намагничивающая мощность, ВА,

Q_x = к_ти×к_тт×q_с×М_ст (73)

где к_тт – коэффициент, учитывающий ухудшение магнитных свойств стали в результате технологических воздействий на стальную ленту в процессе изготовления магнитной системы трансформатора и несовершенств отжига, к_тт = 1,15;

к_ти – коэффициент, учитывающий искажение формы кривой магнитной индукции в магнитной системе, к_ти = 1,5;

q_с – удельная намагничивающая мощность, ВА/кг (по таблице 8 по индукции в стержне).

Относительное значение тока холостого хода, %:

i₀ = (Q_x / S_н)100% (74)

где Q_x – в кВА; S_н – в кВА.

Относительное значение активной составляющей тока ХХ, %,

i_0а = (P₀ / S_н)100% (75)

где P₀ – в кВт; S_н – в кВА.

Относительное значение реактивной составляющей тока ХХ, %,

i_0р = (76)