Расчет напряжения короткого замыкания

Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

U_a = P_к /10S_н= 2157,15 /10·160=1.35%

где P_к – в Вт; S_н – в кВА.

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:

где

a_p = (a₁ + a₂)/3 + a₁₂=(17.6+35.3)/3+1.2=2,96 (см)

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 =5.75 (В)– ЭДС витка.

Напряжение короткого замыкания %

РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ОБМОТОК ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ

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

- для алюминиевых обмоток

Θ_{к а} = 670t_к/[5.5(U_к/J)²-t_к] + Θ_н =670×4/[5.5(4.56/1.81)²-4] + 90=176.7 (^оС)

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

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

Полученное значение Θ_к<200 ^оС сравнивается с предельно допустимой температурой обмоток при коротком замыкании по таблице 7(/6/, стр.22).

Температура в обмоток в пределах нормы.

Время достижения температуры 200°C для алюминиевых обмоток

t_{к 200} ≈ 0.79(U_к/J)² ≈ 0.79(4.56/1.81)² =5.0 (с)

5. РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ

И ХАРАКТЕРИСТИК ХОЛОСТОГО ХОДА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ И МАССЫ МАГНИТОПРОВОДА

Расстояние между осями соседних стержней:

А = D"₂ + a₂₂ =48.3+1.1=49.4 (см)

Полученное значение А округляем до большего числа А=50 (см).

Длина магнитопровода:

l_м =2А + D₀=2·49.4+13.3=113 (см)

Находим ряд размеров магнитопровода:

1. Сечение стержня П_фс=138.5 (см²)

2. Сечение ярма П_фя=130 (см²) (из рис. 7).

3. Высоту ярма h_я можно принять равной D₀.

h_я=13.73 (см)

4. Объем угла V_у=5 (дм^3­) (из рис. 8).

Определяем высоту окна H:

H » H_о + 2h_о » 40.23 + 2×2.8=45.83 (см)

где h_о – изоляционное расстояние

Масса угла, кг, (см. рис. 9)

M_у = V_у×к_з×g_ст =5×0.96×7.65=36.72 (кг)

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:

М_с = с×П_фс×к_з×(H + h_я)g_ст×10^-3 – с×М_у= 3×138.5×0.96×(44.4 + 13.73) ×7.65×10^-3 -3×36.72=67,22 (кг)

где с – число стержней магнитной системы.

Масса ярма для трехстержневого магнитопровода:

М_я = 4П_фя×к_з×А×g_ст×10^-3 – 4М_у = 4×130×0.96×49.4×7.65×10^-3 – 4×36.72=188.65 (кг)

Масса стали трехстержневого магнитопровода, кг,

М_ст = М_с + М_я + 6М_у =67,22 +188,65 +6×36,72=476.19 (кг)

РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ХОЛОСТОГО ХОДА

Потери холостого хода трансформатора определяются по формуле:

P₀ = к_пт×к_пи×р_с×М_ст =1.06×1.33×1.205×476.19=808 (Вт)

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 =1.205 (Вт/кг)– удельные потери (берутся из таблицы 8).

Потери холостого хода превышают заданные.