Расчет массы обмоточной меди
Обмотка НН
Масса обмотки НН - GНН вычисляется по формуле
GНН = γ.[π m. sП.D HH .WHH .10-6 ], кг,
где γ – удельный вес меди, равный 8,92 кг/дм3 ;
m – число обмоток; (γ.π m.) = 84;
sП – общее сечение проводов обмотки НН, мм2;
D HH – средний диаметр обмотки НН (DНН = ( D1 + D2 )/2, мм;
WHH - число витков обмотки НН;
10-6 - множитель для получения объема меди в дм3.
Обмотка ВН
Масса обмотки ВН рассчитывается для двух значений:
- для номинального напряжения ( число витков WВH ном ),
GВН ном = γ.[π m. sП.D ВH .WВH ном .10-6 ], кг,
- для максимального значения числа витков при + 2,5 %, + 5 % к номинальному напряжению ( число витков WВH1 +2,5% ), ( число витков WВH2 +5% ),
GВН +5% = γ.[ π m. sП.D ВH .WВHi +% .10-6], кг,
где sП – общее сечение проводов обмотки ВН, мм2;
D ВH – средний диаметр обмотки ВН (DВН = ( D3 + D4 )/2, мм;
WВHi +% , WВH ном - соответствующее число витков обмотки ВН;
10-6 - множитель для получения объема меди в дм3.
Общий вес обмоточной меди GМ
GМ = GНН + GВНi + % , кг
Расчет характеристик трансформатора
Расчет потерь холостого хода
Потери холостого хода Рхрассчитываются по формуле:
Рх = 1,1 [ рСТ . GСТ + рЯ (GЯП. + КУ GЯУ. )],
где рСТ – удельные активные потери в стали стержней, принимаем 1,67 Вт/кг;
рЯ - удельные активные потери в стали ярма, принимаем 1,47 Вт/кг;
GЯП , GЯУ - масса прямой и угловой части ярма, соответственно, кг;
КУ - коэффициент увеличения потерь в углах магнитопровода, равный 1,5.
Расчет потерь короткого замыкания
Основную массу потерь короткого замыкания составляют потери в обмоточных проводах. Эти потери пропорциональны квадрату тока обмотки и активному сопротивлению.
Для расчета потерь используется преобразованная формула, в которую входят плотность тока d( А/ мм 2 ) и масса обмоточного провода G.
РК = I2.R = d2.sП2 .( ρ.L / sП ) = ρd2.sП L , Вт
Так как G = γ.sП .L .10-3 , кг, то можно записать sП .L = ( G.103 )/ γ.
С учетом такого преобразования величина РК равняется
РК = (ρ / γ). d2. G .103 = КП . d2. G , Вт
где КП – коэффициент, равный (ρ / γ) .103 ;
ρ - удельное сопротивление меди, Ом.мм2 /м ;
γ - удельный вес меди, кг/дм3 ;
L - длина провода, м
Отношение (ρ / γ) равняется 1,97 ( при 200 С ) и 2,4 ( при 750 С ).
Расчет выполняется для температуры 75 0С.
Обмотка НН
РК НН = КП . dНН2. GНН , Вт
Обмотка ВН
РК ВНном = КП . dВН2. GВНном , Вт
Потери в отводах ( выводах ) обмоток РОТВ принимаются равными 150 Вт.
Потери в стенках бака трансформатора РБ вычисляются по формуле:
Рб = 0,007.S1,5 , Вт
где S – полная мощность трансформатора в кВА.
Потери короткого замыкания в целом РК равняются
РК = РКНН + РКВН + РОТВ + РБ
Расчет снижения напряжения при номинальной нагрузке
Расчет величины снижения напряжения на вторичной обмотке трансформатора при номинальной нагрузке – ΔUФ2 % - выполняется для двух значений коэффициента мощности в цепи нагрузки - Соs φ2 = 0,8 и Соs φ2 = 1.
В расчетной формуле используются заданные значения UК %, UА %, UР % ( Таблица индивидуального задания ).
ΔUФ2 % = UА % Соs φ2 + UP % Sin φ2 + (UP % Соs φ2 + UA % Sin φ2 )2 / 200, %
Расчет коэффициента полезного действия
Расчет коэффициента полезного действия трансформатора – η - при номинальной нагрузке β = 1, и при β =0,1 выполняется для двух значений коэффициента мощности в цепи нагрузки – Соs φ2 = 0,8 и Соs φ2 = 1.
Коэффициент загрузки β = I2 / I2HOM .
Расчетная формула ( величина S подставляется в кВА )
, %