6. Расчет параметров короткого замыкания

Потери короткого замыкания определяются согласно §7.1. Основные потери, рассчитанные ранее.

Основные потери в отводах. Длина отводов определяется приближенно по формуле (7.21)

Масса отводов НН

Потери в отводах НН

Масса отводов ВН

Потери в отводах ВН

Потери в стенках бака и других элементах конструкции определяем приближенно по формуле (7.25)

Полные потери короткого замыкания

Расчётные значения потерь короткого замыкания получились меньше заданных (600 Вт), что удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к трансформаторам (расчётные значения потерь короткого замыкания не должны превышать заданные более, чем на 5%).

Напряжение короткого замыкания рассчитывается согласно §7.2.

Активная составляющая

Реактивная составляющая по формуле (7.32)

где

Напряжение короткого замыкания

Отличие от заданного значения напряжения короткого замыкания

Расчетное значение напряжения короткого замыкания отличается от заданного на 1,76% что удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к трансформаторам (расчётное значение напряжения короткого замыкания не должно отличаться от заданного более чем на ±5%).

Расчётные значения потерь короткого замыкания и напряжения короткого замыкания находятся в допустимых пределах, поэтому можно сделать вывод о правильности выполненных решений.

7. Расчет потерь и тока холостого хода

Для расчета потерь и тока холостого хода нужны уточненные массы стали, которые определяются согласно §8.2, 8.3.

Принята конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3404 толщиной 0,30 мм. Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбираются по таблице 8.3 для стержня диаметром d = 0,09 м без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня 5, в сечении ярма 4. Сечение стержня, ярма и основные размеры магнитной системы приведены на рисунке 6.

Выбирается шихтовка магнитной системы по рисунку 2.17 в (сочетание косых стыков с комбинированными).

Рисунок 6 – а) сечение стержня и ярма; б) основные размеры магнитной системы.

Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма)

м.

Площадь ступенчатой фигуры определяется по таблице 8.7

- стержня

- ярма

Объем угла магнитной системы

Активное сечение стержня

Активное сечение ярма

Объем угла стали магнитной системы

где k_з – коэффициент заполнения сечения стержня сталью.

Длина стержня

Расстояние между осями стержней

Масса стали стержней

где

Масса стали ярм

где

Общая масса стали

Индукция в стержне

Значение индукции находиться в заданном пределе Вс = 1,55…1,6 Тл по таблице 2.4.

Индукция в ярме

Индукция на косом стыке

Площади сечения немагнитных зазоров на прямом стыке среднего стержня равны соответственно активным сечениям стержня и ярма.

Площадь сечения стержня на косом стыке

Удельные потери для стержней, ярм и стыков по таблице 8.10 для стали марки 3404 толщиной 0,30 мм при шихтовке в две пластины (для упрощения технологии изготовления):

при В_с = 1,57 Тл ρ_с = 1,112 Вт/кг; ρ_з = 630 Вт/м²;

при В_я = 1,53 Тл ρ_я = 1,038 Вт/кг; ρ_з = 600 Вт/м²;

при В_кос = 1,1 Тл ρ_кос = 430 Вт/м².

Выбирается магнитная система с шестью косыми стыками. Для плоской магнитной с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и с удалением заусенцев для определения потерь холостого хода принимаем формулу.

На основании таблицы 8.12 принимаем:

k_п,р = 1,05 – коэффициент, учитывающий влияние техпроцесса резки;

k_п,з = 1 – коэффициент, учитывающий удаление заусенцев;

k_п,я = 1 – коэффициент, учитывающий форму сечения ярма;

k_п,п = 1,03 – коэффициент, учитывающий влияние прессовки;

k_п,ш = 1,01 – коэффициент, учитывающий перешихтовку верхнего ярма остова при установке обмоток.

По таблице 8.13 находим коэффициент k_п,у = 8,85, учитывающий общее увеличение удельных потерь в углах магнитной системы.

Потери холостого хода

Отклонение от заданного значения потерь холостого хода

Расчётное значение потерь холостого хода получилось больше заданного на 3,73%, что удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к трансформаторам (расчётное значение потерь холостого хода не должно превышать заданное более, чем на 7,5%).

Удельные намагничивающие мощности находим по таблице 8.17:

при В_с = 1,57 Тл q_с = 1,449 ВA/кг; q_с,з = 18000 ВА/м²;

при В_я = 1,53 Тл q_я = 1,321 ВA/кг; q_я,з = 15720 ВА/м²;

при В_кос = 1,1 Тл q_кос = 3700 ВА/м².

Для принятой конструкции магнитной системы и технологии ее изготовления используем формулу (8.43). Согласно таблицам 8.12 и 8.21 принимаем коэффициенты:

k_т,р = 1,18 – коэффициент, учитывающий влияние резки полосы рулона на пластины;

k_т,з = 1 – коэффициент, учитывающий влияние срезания заусенцев;

k_т,пл = 1,5 – коэффициент, учитывающий ширину пластин в углах магнитной системы;

k_т,я = 1 – коэффициент, учитывающий форму сечения ярма;

k_т,п = 1,045 – коэффициент, учитывающий прессовку магнитной системы;

_т,ш = 1,01 – коэффициент, учитывающий перешихтовку верхнего ярма.

По таблице 8.20 находим коэффициент k_т,у = 27,95 - учитывающий форму стыков в стержнях магнитной системы.

Намагничивающая мощность холостого хода

Ток холостого хода

Расчётное значение тока холостого хода получилось меньше заданного (3,2%), что удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к трансформаторам (расчётное значение тока холостого хода не должно превышать заданного, более чем на 15%).

ВЫВОД: Расчётные значения тока холостого хода и потерь холостого хода лежат в допустимых пределах, поэтому можно сделать вывод о правильности выполненных решений.