Ысқа тұйықталу кезіндегі орауыштардың қызуын және орауыштардағы механикалық күштерді анықтау

Трансформатордың қысқа тұйықталу процесі апаттық режим болып табылады. Орауыштардағы тоқ номинал тоққа қарағанда бірнеше есе ұлғаяды, осының салдарынан өте қатты қызады және орауыштар мен оның бөлшектеріне механикалық күштер әсер етеді. Қысқа тұйықталу кезінде орауыштардың механикалық беріктігін тексеру үшін мына шамаларды:

Қысқа тұйықталу кезінде ең үлкен қалыптасқан тоқты және ең үлкен екпінді тоқты

Орауыштар мен оның бөлшектері арасындағы механикалық күштерді

Қысқа тұйықталу кезіндегі орауыштардың температурасын анықтау керек.

Сонымен қысқа тұйықталу кезіндегі қалыптасқан тоқ

l_к.р= 100l_max / U_к [I+ 100Smax l(U_к S_к )]

мұндағы І_ном – сәйкес орауыштың номиналды тогы, А;

U_к - трансформатордың қысқа тұйықталу кернеуі, %.

21-кесте. S_к электр торабының қысқа тұйықталу қуатының анықтамасы

ЖК кернеу класы, кВ	6-10	10-35
Электр торабының қысқы тұйықталу қуаты, МВА;

Қысқа тұйықталу тоғы қалыптасқан тоқтан асып кетіп, орауыштар арасында механикалық күштердің пайда болуына септігін тигізеді. Трансформатордың жалпы теориясына сүйенетін болсақ, осы тоқты қысқа тұйықталудың екпінді тоғы деп атауға болады, және ол былай анықталады.

, (18)

мұндағы К_{max –} қысқа тұйықталу тоғының максималды апериодтық құраушысын ескеретін коэффициент,

22- кестеде Up/Ua мәндеріне сәйкестендіріліп К_max
мәндері көрсетілген.

Up/Ua	1,0	1,5	2,0	3,0	4,0
Кmax	1,51	1,63	1,75	1,95	2,09
Up/Ua	5,0	6,0	8,0	10,0	14 <
Кmax	2,19	2,28	2,38	2,46	2,55

Қысқа тұйықталу кезінде орауыштар мен оның бөлшектері арасындағы механикалық күштер үлкен қауіп төндіреді. Механикалық күштерді елемеген жағдайда орамдардың деформациялануына, үзілуіне немесе орауыштардың қирауына әкеліп соғуы мүмкін.

Механикалық күштер магниттік өрістегі және орауыштардағы токтардың өзара әсерлесуінен пайда болады.

; (19)

Радиалды күш былай анықталады, H

мұндағы K_p - (17) формула бойынша есептелінеді. W –орамдардың жалпы саны, ЖК орауыштар үшін ортаңғы сатыдағы орамдар саны; I_kmax – (18) форомуладан есептелген сәйкес орауыштың қысқа тұйықталу кезіндегі максимал тоқ мәні;

(19) формуладан жалпы күш анықталған болатын, ол күш сыртқы орауышқа әсер етіп, оны созуға тырысады. Шамасы дәл осындай тек бағыты қарама – қарсы күш ішкі орауышқа әсер етіп, оны сығуға тырысадыү Осы екі күштің екеуі де екі орауыш айналасында бірқалыпты таратылған.

Әдетте орауыштардың механикалық беріктігін анықтау үшін радиалды күш F_с.р. әсерінен пайда болатын ТК орауыштағы сығылу кернеуін есептейді.

F_сж.р = F_p / 2π

Ішкі орауыштағы сығылуына жұмсалатын күш анықталғаннан кейін, ТК роауыштың сығылу кернеуі мына формула арқылы анықталады, Мпа

, (20)

мұндағы W – ТК орауыштағы орамдар саны, П – бір орауыштың көлденең қимасының ауданы, м².

ТК орауыштың беріктігін қамтамасыз ету үшін G_с.р. мәні мыс орауыштарда 30 МПа-дан, ал алюминий орауыштарда 15 МПа-дан астырмау керек.

Қысқа тұйықталу процессі өте аз уақыт ішінде өтетіндіктен, орауыштан майға немесе ауаға жылу беріліп үлгермейді де осы жылулар орауышта жинаоып, орауышты қыздырады. Осы қыздыру температурасын қысқа тұйықталу кезіндегі орауыштың температура деп атаймыз. Ол мына формула арқылы анықталады.

мыс орауыштар үшін

алюминий орауыштар үшін

мұндағы t_k –қысқа тұйықталудың ең ұзақ созылуы; майлы трансформаторлар үшін– 4С; ал құрғақ трансформаторлар үшін – 3С; ал орауыштың бастапқы температурасы q_б=90⁰С деп қабылдаймыз.

МЕСТ 11677 – 85 бойынша қысқа тұйықталу кезіндегі орауыштарда рұқсат етілген температура шектері 23- кестеде көрсетілген.

23- кесте. Қысқа тұйықталу кезіндегі орауыштарда рұқсат етілген температура шектері

Суытылу тәсілі	Майлы	Ауамен
Орауыш металы	Мыс	алюминий	Мыс	Алюминий
Оқшаулану класы	А	А	А	А	B,F,H	A	E,B,F,H
Рұқсат етілген температура,0С

Мыс орауыштың 250⁰С градусқа жету уақыты

Алюминий орауыштың 200⁰С градусқа жету уақыты