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 РK 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; UD 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; iKM 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 ПФС и ярма ПФЯ в см2 и объем угла VУ в см3 .
5.1.3.Активное сечение стержня
,м2,
Кз определен в п. 2.2.3.ПФС - 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 VУ - удельная масса, см3 :
для холодокатаной стали кг/ м3 ,
для горячекатаной стали кг/ м3 .
5.2.2. Масса стали стержней
где ПС в м2, в м, Gу в кг, в кг/ м3, а1Я в мм,
а1Я 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 РХ 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 qC, qЯ q3 определяются по табл. 8.16 и 8.17 [1] или по рис. 6,7 и 8 [2].
Коэффициенты в формулах выбираются следующим образом.
КТР =1,18 учитывает увеличение намагничивающей мощности за счет резки полосы рулона на ленты.
КТ3 =1 учитывает наличие заусениц.
КТУ он определяется по табл. 8.20 [1] или по табл. П-4.2 [2].
КТП=1,045
КТПЛ =1,15...1,19.
КТЯ = 1 учитывает форму селения ярма.
КТШ, равный 1,01 при SН до 250 кВА и 1,02 при SН 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.