5. Расчет характеристик короткого замыкания

Основная цель раздела – проверка соответствия расчетных значений потерь КЗ и напряжения КЗ исходным данным, а также проверка механической прочности и нагревостойкости обмоток при внезапном КЗ.

Основные данные обмоток НН и ВН, необходимые для расчета характеристик, сосредоточены в таблице 8.

6.1. Определение потерь к.з. производится следующим образом.

6.1.1. Основные потери в обмотке НН:

где для алюминия.

6.1.2. Основные потери в обмотке ВН:

6.1.3. Основные потери в обмотке НН:

- для обмоток из прямоугольного провода:

где для алюминиевого провода,

а₁ – радиальный размер провода, м;

п₁ – число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном направлению потока рассеяния, для одноходовой винтовой обмотки из прямоугольного провода п₁ = п_в1 = 4;

, где т₁ – число проводников обмотки в осевом направлении (параллельном потоку рассеяния), для одноходовой обмотки т₁ = W₁ = 80; k_р – коэффициент приведения поля рассеяния, по п. 3.3.

Подставив, получим:

В результате вычислений получаем:

6.1.4. Коэффициент, учитывающий добавочные потери в обмотке ВН для многослойных цилиндрических обмоток из круглого провода:

где

Подставив, получим:

6.1.5. Масса металла проводов отводов обмотки НН:

где для алюминия, – длина проводов отводов; для соединения в треугольник

6.1.6. Основные потери в отводах обмотки НН:

6.1.7. Масса метала проводов отводов обмотки ВН:

где при соединении в звезду.

6.1.8. Основные потери в отводах обмотки ВН:

6.1.9. Потери в стенках бака и других элементах конструкции:

где

6.1.10. Полные потери к.3:

В процентах от заданной величины:

Условие выполняется: .

6.2. Переходим к определению напряжения к.3.

6.2.1. Активная составляющая напряжения к.з.:

6.2.2. Уточняем значение коэффициента :

где d₁₂ – по п. 5.13; l = l₁ = l₂ = 0,883 м.

6.2.3. Уточняем ширину приведенного канала рассеяния:

где для цилиндрических обмоток ВН из круглого провода с экраном;

по пункту 2.11.

Получаем:

6.2.4. Уточняем коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному:

где

Тогда:

6.2.5. Коэффициент, учитывающий неравномерное распределение витков по высоте k_q = 1.

6.2.6. Реактивная составляющая напряжения к.з.:

6.2.7. Напряжение к.з.:

6.3. Расчет механических сил в обмотках.

6.3.1. Установившийся ток к.з. обмотки ВН:

6.3.2. Мгновенное максимальное значение тока к.з. обмотки ВН:

где

6.3.3. Радиальная сила, действующая на обмотку ВН:

6.3.4. Растягивающее напряжение в проводе обмотки ВН:

что меньше допустимого (_{р доп} = 25 МПа – для алюминия).

6.3.5. Напряжение сжатия от радиальных сил в проводе обмотки НН:

что меньше допустимого (_доп = 15 МПа – для алюминия).

6.3.6. Осевые силы, обусловленные конечным соотношением высоты и ширины обмоток:

6.3.7. Максимальные сжимающие силы в обмотках, по рис. 7 – в середине высоты обмоток ВН и НН:

Рисунок 7. Распределение осевых сил.

6.3.8. Наибольшее напряжение сжатия, для винтовых обмоток наблюдается в середине высоты обмотки НН в изоляции витков:

что удовлетворяет условию _сж  18 МПа,

где

6.4. Температура обмотки ВН через 4 секунды после возникновения короткого замыкания:

где

Условие выполнено.