Потери короткого замыкания
Суммарные потери короткого замыкания выражаются формулой
Pк = Росн1·kд1 + Росн2·kд2 + Ротв1·kотв1 + Ротв2·kотв2 + Рв, (11)
где Росн1, Росн2, Ротв1, Ротв2 – основные потери в ОВН, ОНН, в отводах ОВН и отводах ОНН соответственно;
kд1, kд2, kотв1, kотв2 – коэффициенты добавочных потерь в ОВН, ОНН, в отводах ОВН и отводах ОНН соответственно;
Рв – потери в стенках бака и других ферромагнитных элементах конструкции трансформатора, вызванные полем рассеяния обмоток и отводов.
Масса металла обмотки НН без учета изоляции
где γ – плотность меди, равная 2700 кг/м3 /3, с. 73/.
Масса металла обмотки ВН без учета изоляции
Основные потери в обмотках
- обмотка НН:
Росн2 = 12,75·10-12·J22·Gн = 12,75·10-12·(1,894·106)2·28,463 = 1301,8 Вт;
- обмотка ВН:
Росн1 = 12,75·10-12·J12·Gв = 12,75·10-12·(2,006·106)2·38,581 = 1979,5 Вт.
Коэффициент добавочных потерь для обмотки НН определим, как
kд2 = 1 + 0,037·108·(b·kp/L)2·a4·n2, (12)
где а – размер провода в радиальном направлении обмотки, м;
n – число проводников обмотки;
L – высота обмотки, м;
kр – коэффициент Роговского;
b – осевое направление обмотки, м.
Подставляя численные значения в выражение (12), получим
kд2 = 1 + 0,037·108·(0,013·0,95/0,676)2·(5·10-3)4·502 = 1,002.
Коэффициент добавочных потерь для обмотки ВН определим, как
kд1 = 1 + 0,017·108·(d·y·kp/L)2·d4·n2, (13)
где d – диаметр провода без изоляции, м;
n – число проводников обмотки в радиальном направлении;
L – высота обмотки, м;
kд – коэффициент Роговского;
y – число слоев обмотки в осевом направлении.
Подставляя численные значения в выражение (13), получим
kд1 = 1 + 0,017·108·(2,76·10-3·81·0,95/0,676)2·(2,76·10-3)4·252 = 1,006.
Общая длина отводов обмотки НН
lотв2 = 7,5·L2 = 7,5·0,676 = 5,07 м.
Общая длина отводов обмотки ВН
lотв1 = 14·L1 = 14·0,676 = 9,464 м.
Масса металла проводов отводов обмотки НН
Gотв2 = lотв2·П2· γ = 5,07·110,8·10-6·2700 = 1,517 кг.
Масса металла проводов отводов обмотки ВН
Gотв1 = lотв1·П1· γ = 9,464·4,163·10-6·2700 = 0,106 кг.
Основные потери в отводах НН
Ротв2 = 12,75·10-12·J22·Gотв2 = 12,75·10-12·(1,894·106)2·1,517 = 69,383 Вт.
Основные потери в отводах ВН
Ротв1 = 12,75·10-12·J12·Gотв1 = 12,75·10-12·(2,006·106)2·0,106 = 5,438 Вт.
Ввиду малости массы металла в отводах основные потери в них составляют обычно не более 5-8 % суммарных потерь короткого замыкания, а добавочные потери - не более 5 % основных потерь в отводах. Это позволяет принять при расчетах коэффициенты добавочных потерь о отводах ОВН и ОНН kотв1 = kотв2 = 1.
Потери в баке и деталях конструкции определим, как
Рв = 0,175·Sн = 0,175·250 = 43,75 Вт.
Подставляя численные значения в выражение (11), получим
Pк = 1979,5·1,006 + 1301,8·1,002+ 5,438 ∙1+69,383·1 + 43,75 = 3614,4 Вт.
Полные потери короткого замыкания не должны отклоняются от технического условия на проект на 5 %, в нашем случае отклонение составляет 2,3%.
Напряжение короткого замыкания
Активная составляющая Uка в процентах от номинального напряжения
.
Реактивная составляющая Uкр в процентах от номинального напряжения
Определим полное напряжение короткого замыкания трансформатора
Расчетное напряжение короткого замыкания не должно отклоняться от технического условия на проект более чем на 5 %. В нашем случае отклонение составляет 1,6%.