Определение потерь короткого замыкания

Потери короткого замыкания в трансформаторе могут быть разделены на следующие составляющие:

1) основные потери в обмотках НН и ВН, вызванные рабочим током обмоток, P_{осн нн} и P_{осн вн};

2) добавочные потери в обмотках НН и ВН, т.е. потери от токов, наведенных полем рассеяния в обмотках, P_{д нн} и P_{д вн};

3) основные потери в отводах между обмотками и вводами трансформатора, P_{отв нн} и P_{отв вн};

4) добавочные потери в отводах, вызванные полем рассеяния отводов, P_{отвд нн} и P_{отвд вн};

5) потери в стенках бака и других металлических элементах конструкции трансформатора, вызванные полем рассеяния обмоток и отводов, P_б.

Основные потери обмотки НН:

для алюминиевого провода

P_{осн нн} = 12.75×J²_нн×М_{а нн} = 12.75×1.79²×35.8=1462(Вт)

Масса металла обмотки НН:

для алюминиевого провода

М_{а нн} = 8.47×с× × × П_{в нн} ×10^-5 =8.47×2× × 49 × 130.284 ×10^-5=21,5(кг)

где с – число активных (несущих обмотки) стержней трансформатора.

Основные потери обмотки ВН:

для алюминиевого провода:

P_{осн вн} = 12.75×J²_вн × М_{а вн}= 12.75×1.81² ×123.3=506 (Вт)

Масса металла обмотки ВН:

для алюминиевого провода

М_{а вн} = 8.47×с× × ω_{ном вн} × П_{в вн} ×10^-5 =8.47×2× × 1277 ×5,11×10‾⁵=92,41(кг)

где ω_{ном вн} – число витков на основном ответвлении.

Добавочные потери принимаем равными 5% от основных:

P_{д нн} = 0.05×P_{осн нн} =0,05×1462=73,1(Вт)

P_{д вн} = 0.05×P_{осн вн} =0,05×506=43,45Вт)

Основные потери в отводах.

Длина отводов для соединения в звезду:

l_{отв нн} = 7.5×Н_{о нн}= 7.5×42,05=315,38 (см)

l_{отв вн} = 7.5×Н_{о вн}= 7.5×40,35=302,6 (см)

Масса металла проводов отводов, кг,

М_{отв нн} = П_{в нн}×l_{отв нн}×γ×10^-8 = 130,28×315,38×2700×10^-8=1,1 (кг)

М_{отв вн} = П_{в вн}×l_{отв вн}×γ×10^-8 = 34,93×302,6×2700×10^-8=0,29 (кг)

где γ – плотность металла отводов (для алюминия γ_а = 2700 кг/м³),

(l_отвнн и l_{отв вн} – в см, П_{в нн} и П_{в вн} – в мм²).

Потери в отводах, Вт,

P_{отв нн} = к_м×J²_нн×М_{отв нн}= 12.75×1.79²×1.1=44,9 (Вт)

P_{отв вн} = к_м×J²_вн×М_{отв вн}= 12.75×1.81²×0.28=11.7 (Вт)

где к_м = 12.75 – для алюминиевых проводов.

В силовых трансформаторах общего назначения потери в отводах составляют, как правило, не более 5 – 8 % потерь КЗ, а добавочные потери в отводах – не более 5 % основных потерь в отводах. Поэтому необходимость в определении добавочных потерь в отводах отпадает.

Потери в стенках бака и деталях конструкции с достаточным приближением можно определить по формуле:

P_б ≈ 10 × к_б×S_н ≈ 10 × 0.01×160 =16 (Вт)

где S_н – полная мощность трансформатора, кВА;

к_б – коэффициент, приведенный ниже.

Мощность, кВА	До 1000	1000 – 4000	6300 – 10000	16000 – 25000	40000 – 63000
кб	0,01 – 0,015	0,02 – 0,03	0,03 – 0,04	0,04 – 0,05	0,06 – 0,07

Полные потери короткого замыкания, Вт,

Р_к = Р_{осн нн} + P_{д нн} + P_{ocн вн} + Р_{д вн} + P_{oтв вн.} + P_{отв нн} + P_б =1462+73,1+506+43,45+44,9+11,7+16=2157,15 (Вт)