Определение параметров короткого замыкания

4.1. Потери короткого замыкания

4.1.1. Электрические потери в обмотке НН:

- для медной обмотки , Вт;

- для алюминиевой обмотки, Вт. Вт

Масса обмотки определяется по одной из следующих формул:

где средний диаметр

Все линейные размеры в м, масса в кг, плотность тока в А/м².

4.1.2. Электрические потери в обмотке ВН рассчитываются аналогично п.4.1.1.

4.1.3. Потери в отводах обмотки НН находят по аналогичным формулам:

Масса материалов отводов

^\где при соединении обмотки в треугольник;

при соединении обмотки в звезду;

4.1.4. Потери в стенках бака

, Вт

При номинальной мощности трансформатора менее 1000 кВА величина k может быть принята в пределах от 0,015 до 0,02.

4.1.5. Потери короткого замыкания трансформатора

где коэффициент добавочных потерь kg может быть принят равным 1,05. При необходимости величины kg1 и kg2 следует рассчитывать на основе рекомендаций, приведенных в [1].

Полученное значение Р_K не должно превосходить заданное более чем на 10%.

4.2. Расчет напряжения короткого замыкания

4.2.1. Активная составляющая напряжения короткого замыкания

4.2.2. Реактивная составляющая короткого замыкания

где в Гц; S в кВА; в м; U_D в В.

4.2.3. Напряжение короткого замыкания

Полученное значение нужно сравнить с заданным. Если различие превышает , необходимо пересмотреть принятые значение и магнитной индукции.

4.3. Определение механических усилий в обмотках

4.3.1. Установившееся значение тока короткого замыкания

4.3.2. Мгновенное наибольшее значение тока короткого замыкания

где коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока короткого замыкания.

4.3.3. Радиальное растягивающее усилие в обмотке ВН

где Fp в Н; i_KM в А.

4.3.4. Растягивающее механическое напряжение в проводе обмотке ВН

где -в МПа; П₂-в м².

Допустимые значения растягивающих напряжений:

для алюминия МПа, для меди МПа.

4.3.5. Сила,сжимающая обмотку:

Если обмотки имеют одинаковую длину и равномерно распределены на ней, то

При другом выполнении обмоток нужно воспользоваться рекомендациями, приведенными на с. 336-339 [1].

4.3.6. Величина напряжения сжатия

где п - число прокладок по окружности обмоток между катушками, обычно от 4 до 8;

а - радиальный размер обмотки, м;

b - ширина прокладки, обычно от 0,04 до 0,06 м.

Допустимое напряжение сжатия МПа.

РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ

5.1. Определение размеров ярма и сердечника

5.1.1. Размеры пакетов стержня и ярма определяются по табл. 8.2-8.5 [1] или по табл. П-3.1 [2]. Следует привести чертежи поперечного сечения стержня и ярма.

5.1.2. По табл. 8.6, 8.7 [1] или табл. П-3.2 [2] определяются площади ступенчатых стержня П_ФС и ярма П_ФЯ в см² и объем угла V_У в см³ .

5.1.3.Активное сечение стержня

,м²,

Кз определен в п. 2.2.3.П_ФС - в см².

5.1.4. Активное сечение ярма

,м²,

5.1.5. Длина стержня

,м.

Для кВ мм при Sн от 25 до 100 кВА,

мм при Sн от 250 до 630 кВА.

Для Uисп = 85 кВ мм.

5.2.Определение массы стали

5.2.1 .Масса стали угла

,кг,

где V_У - удельная масса, см³ :

для холодокатаной стали кг/ м³ ,

для горячекатаной стали кг/ м³ .

5.2.2. Масса стали стержней

где П_С в м², в м, Gу в кг, в кг/ м³, а_1Я в мм,

а_1Я определяется по табл. 8.2 и 8.3 [1] или по табл. П-3.2 [2].

5.2.3. Масса стали ярма

5.2.4. Масса стали трансформатора

5.3. Расчет потерь холостого хода

5.3.1. Магнитная индукция в стержне

Сопоставить результат с п.2.4.6.

5.3.2. Магнитная индукция в ярме

5.3.3. Магнитная индукция в косых стыках

5.3.4. Схема магнитной цепи

Следует рекомендовать плоскую трех стержневую магнитную систему по одному из вариантов, приведенных на рис. 1.

Рис.1. Варианты схемы магнитной цепи трансформатора:

а - для холоднокатаной стали; б - для горячекатаной стали

5.3.5. Потери холостого хода При использовании горячекатаной стали

При использовании холоднокатаной стали

где Рc, Ря, Рз определяются по табл. 8.9 и 8.10 [1] или по рис. 3,4 и 5 [2].

Коэффициенты в приводимых выражениях выбираются на основе следующих рекомендаций.

Кпp =1,05 учитывает увеличение потерь за счет резки полосы рулона на ленты.

Кпз =1 учитывает наличие заусениц.

Кпу учитывает увеличение потерь в углах магнитной системы. Он определяется по табл.8-11 [1] или по табл.П-4.1 [2].

Кпя=1учитывает различие числа ступеней ярма и стержня.

Кпn =1,03 учитывает способ прессовки стержня и ярма.

Кпш, равный 1,01 при Sн до 250 кВА и 1,02 при Sн, от 400 до 630 кВА, учитывает перешихтовку верхнего ярма при установке обмотки.

Площади зазора определяются по схеме магнитной цепи.

Для холоднокатаной стали один зазор имеет площадь стержня, два -площадь ярма, каждый из четырех косых зазоров имеет площадь сечения Пс. В магнитной системе из горячекатаной стали потери в зазорах невелики и их не учитывают.

Полученную величину Р_Х сопоставить с заданной. В случае недопустимых отклонений пересмотреть принятые значения магнитной индукции.

5.3.6. Намагничивающая мощность

При использовании горячекатаной стали

При использовании холоднокатаной стали

где q_C, q_Я q₃ определяются по табл. 8.16 и 8.17 [1] или по рис. 6,7 и 8 [2].

Коэффициенты в формулах выбираются следующим образом.

К_ТР =1,18 учитывает увеличение намагничивающей мощности за счет резки полосы рулона на ленты.

К_Т3 =1 учитывает наличие заусениц.

К_ТУ он определяется по табл. 8.20 [1] или по табл. П-4.2 [2].

К_ТП=1,045

К_ТПЛ =1,15...1,19.

К_ТЯ = 1 учитывает форму селения ярма.

К_ТШ, равный 1,01 при S_Н до 250 кВА и 1,02 при S_Н от 400 до 630 кВА, учитывает необходимость перешихтовки верхнего ярма при установке обмотки.

Указания по выбору площадей зазоров даны в п. 5.3.5.

5.3.7. Активная составляющая тока холостого хода

,%

5.3.8. Реактивная составляющая холостого хода

,%

5.3.9. Ток холостого хода

,%

Величина тока холостого хода должна отличаться от заданной не более чем на +30 %. В противном случае следует пересмотреть принятые значения магнитной индукции.