Определение параметров короткого замыкания. Определение потерь короткого замыкания 4.1.1 Основные потери обмотки НН, Вт, Росн. НН = 2,4 нн. Мм нн , Где Мм нн – масса металла обмотки НН, кг, Мм нн =28 . с нн. Пв нн . 10-5 = 28 . 3 . . 41 . 226,92 . 10-5 =247,35 кг. Росн НН = 2,4 . 2,82 . 247,35 = 4654,14 Вт. 4.1.2 Основные потери обмотки ВН, Вт, Росн ВН = 2,4 нн. Мм вн Мм вн = 28 . 3 . . 178 . 235,2 . 10-5 = 2310,48 кг Росн вн = 2,4 . 0,62 . 2310,48 = 1996,25 Вт. 4.1.3 Добавочные потери в обмотке НН, Кд нн = 1+ 0,095 д2 . а4 . (h2 -0,2), Где д= bm Кр / Но b –размер проводника, парралельный направлению линий магнитной индукции осевой составляющей поля рассеивания, m – число проводников в обмотке, Кр –коэффициент приведения поля рассеяния, Кр = 0,95 = 0,22 а – размер проводника, перпендикулярный направлению линии магнитной индукции осевой составляющей поля рассеяния, n – число проводников обмотки, Кд.нн = 1+ 0,095 . 0,222 . 0,454(3 – 0,2) = 1,001. Рис.4 а- к расчету массы обмоток; б – к определению добавочных потерь в обмотках. 4.1.4 Добавочные потери в обмотке ВН Кд вн = 1 + 0,044 . д12 . d4 . n2, Где = bm. Кр /Но, d – диаметр проводника; д1 = 14 . 5. 0,95 / 73,27 = 0,26 Кд вн =1 + 0,044 . 0,262 . 5,64 . 32 = 2,74 4.1.5 Длинна отводов для схемы соединения «звезда» ВН и НН имеют одинаковую длину, см, lотв. ВН = lотв. НН = 7,5Но = 7,5 . 73,27 = 549,5 см 4.1.6 Масса отводов НН,кг, Мотв. НН = м. Пв. НН . lотв. НН . 10-8, Где - плотность металла отводов, м = 8900 кг/м3 Мотв. НН = 8900 . 226,92 . 549,5 . 10-8 = 11,09 кг 4.1.7 Потери в проводах НН, Вт, Ротв. НН = 2,4 . Мотв. НН = 2,4 . 2,82 . 11,09 =208,67 Вт 4.1.8 Масса отводов ВН, кг Мотв. ВН = м. Пв. ВН . lотв. ВН . 10-8 = 8900. 235,2 . 11,09 . 10-8 = 0,23 кг 4.1.9 Потери в отводах ВН, Вт, Ротв. ВН =2,4 вн2 . Мотв. ВН = 2,4 . 2,82 . 0,23 = 4,3 Вт 4.1.10 Потери в стенках бака и других элементах конструкции, Вт Р = 10 .К . S, Где К - принимаем К = 0,015 S – полная мощность трансформатора, кВА, Р = 10 . 0,015 . 750 = 112,5 Вт. 4.1.11 Полные потери короткого замыкания, Вт, Рк = КдНН . Росн. НН + КдВН . Росн. ВН + Ротв. ВН + Ротв. НН + Р = = 1,001 . 4654,14 + 1996 2,74 + 208,67 + 4,3 +112,5 10453,98 Вт или 1098 . 100% / 600 = 174,2% 4.2 Расчет напряжения короткого замыкания Рис.5 Поле рассеяния двух концентрических обмоток: 1- обмотка ВН; 2- обмотка НН; 3- ярмо; 4- стержень; 5- поток рассеяния. 4.2.1 Расчет активной составляющей, %, Uа = Рк / (10S) =10453,98 / 10 . 750 =1,39% 4.2.2 Расчет реактивной составляющей, %, Uр = 7,92 . f. S| . ар. Кр. Кq . 10-3 / U , Где = Д12 / Но Д12 = Д//1 + а12 = 35,9 + 0,9 = 36,8 см = 3,14 . 36,15 / 73,27 = 1,55 ар – ширина приведенного канала расстояния, см, ар = 0,9 + = 11,65 см Кq – коэффициент учета неравномерного распределения витков по высоте Кq = 1, Кр – коэффициент, учитывающий отклонения реального поля рассеяния от идеального параллельного, Кр 1- = (а12 + а1 + а2) / Но = = 0,14 Кр = 1- 0,14 = 0,86 Uр = = 16,13% 4.2.3 Напряжение короткого замыкания, %, Рис.6 Продольное и поперечное поля в концентрических обмотках: 1и 2- обмотки внутренняя и наружна Uк = = = 16,13% Или = 358,5 В 4.3 Расчет механических сил в обмотках 4.3.1 Установившейся ток короткого замыкания, А, Iк.у. = Iном. ВН . 100 / Uк = = 895,8 А 4.3.2 Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания, А, iк.max = 1,44 . Kmax. Iкy, где Kmax – коэффициент учитывающий периодическую составляющую тока КЗ. Kmax = 1 + e - Ua Up = 1+ e - = 0,27 Iк.max = 1,41 . 0,27 . 895,8 = 341 А 4.3.3 Радиальная сила, Н, Fp = 0,628(iк.max. BH)2 . Кр . 10-6 = 0,628(341 . 178)2 . 1,55 . 0,86 . 10-6 = = 3168,45 Н. 4.3.4 Полная осевая сила, Н, Fос.д = (Fр . ар) / 2Но = = 251,89 Н. Рис.6 Осевые силы: а- определение hх; приближенное определение lа.р.: 1- обмотка НН; 2- обмотка ВН; 3- стержень; 4- прессующее кольцо; 5- ярмовая балка; 6- стенка бака. Согласно рис. вторая составляющая осевой силы, равна = 0, т.к. регулировочные витки располагаются по высоте всего наружного слоя. 4.4 Расчет обмоток на магнитную прочность Рис.6 К определению механических напряжений. 4.4.1 Напряжение на сжатие в проводе обмотке НН, МПа, сж.р= Fр / 2 НН . Пв. НН = = 0,24 МПа или сж.р.д= = 0,008% 4.4.2 Напряжение сжатия на прокладках обмотки НН, МПа сж.= Fос.д / (n пНН . a1 . bпНН), где nп – число прокладок по окружности обмотки; a1 – радиальный размер обмотки, мм; bп – ширина прокладки, мм сж = = 1.48 МПа или сж.д = = 7,4% допустимого. 4.5 Расчет температуры нагрева обмоток при коротком замыкании 4.5.1 Температура обмотки через tк = 4сек. Возникновения короткого замыкания, оС, Vк.а = (670tк / (12,5 . (Uк/ IВН)2 – tк)) + Vн, Где tк – наибольшая продолжительность короткого замыкания, Vн – начальная температура обмотки, Vн = 90оС. Vк.а = + 90 = 96,50С, Что ниже допустимой температуры для медных обмоток Vк.а 2500С, табл.8.1(1). 4.5.2 Время достижения температуры 2500С, с, tк 250 = 2,5 (Uк / ВН)2 = 82,96 с. 5.