4 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.

Масса обмотки определяется по одной из следующих формул:

, кг;

, кг,

где средний диаметр , м.

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 для числа витков .

4.1.3 Потери в отводах обмотки НН находят по аналогичным формулам:

, Вт;

, Вт.

Масса материалов отводов:

, кг,

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 кВ∙А величина k может быть принята в пределах от 0,015 до 0,02.

4.1.5 Потери короткого замыкания трансформатора:

, Вт,

где коэффициент добавочных потерь может быть принят равным 1,05. При необходимости величины и следует рассчитывать на основе рекомендаций, приведенных в [1].

Полученное значение Р_K не должно отличаться от заданного более чем на 10 %.

4.2 Расчет напряжения короткого замыкания

4.2.1 Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

.

4.2.2 Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:

,

где в Гц; S^' в кВ∙А; в м; 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 в Н; 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:

,

– число прокладок по окружности обмоток между катушками, обычно от 4 до 8;

а₂ − радиальный размер обмотки, м;

b − ширина прокладки, обычно от 0,04 до 0,06 м.

Допустимое напряжение сжатия МПа.

5 Расчет магнитной системы

5.1 Определение размеров ярма и сердечника

5.1.1 В мощных силовых трансформаторах в стержнях и ярмах сердечников выполняются каналы для улучшения их охлаждения [1]. Размеры пакетов стержня и ярма определяются в нашем случае по табл. 8.2-8.5 [1] или по табл. 2.1. Следует привести чертежи поперечного сечения стержня и ярма.

5.1.2 По табл. 8.6, 8.7 [1] или табл. 2.2 определяются площади ступенчатых стержня П_ФС и ярма П_ФЯ в см² и объем угла V_У в см³.

5.1.3 Активное сечение стержня:

, м²,

определен в п. 2.2.3; П_ФС – в см².

5.1.4 Активное сечение ярма:

, м².

5.1.5 Длина стержня:

, м.

Для кВ мм при Sн от 25 до 100 кВ∙А,

мм при Sн от 250 до 630 кВ∙А.

Для кВ мм.

5.2 Определение массы стали

5.2.1 Масса стали угла:

, кг,

где V_У – удельная масса, см³; для холоднокатаной стали кг/м³ .

5.2.2 Масса стали стержней:

, кг,

где П_С в м²; в м; Gу в кг; в кг/м³; а_1Я в мм, а_Я определяется по табл. 8.2 и 8.3 [1] или по табл. 2.2.

5.2.3 Масса стали ярма:

, м.

5.2.4 Масса стали трансформатора:

, кг.