- •Задание
- •1.1. Выбор варианта
- •Предварительный расчет основных размеров
- •Выбор марки стали, индукции в стержне и конструкции магнитной системы
- •Расчет основных электрических величин
- •2.3. Расчет основных размеров
- •3. Расчет обмоток трансформатора
- •Общие положения
- •3.2. Расчет обмотки нн
- •3.3. Расчет обмотки вн
- •3.4. Регулирование напряжения
- •3.5. Расчет цилиндрических одно- и двухслойных обмоток из прямоугольного провода
- •Прямоугольного сечения
- •3.6. Расчет винтовых обмоток
- •3.7. Расчет катушечной обмотки
- •3.8. Расчет многослойной цилиндрической обмотки из круглого провода
- •Номинальные сечения круглых обмоточных проводов
- •4. Расчет параметров короткого замыкания
- •4.1. Определение массы обмоток Масса металла обмоток, кг,
- •4.2. Расчет потерь короткого замыкания
- •4.3. Расчет напряжения короткого замыкания
- •5. Расчет потерь и тока холостого хода
- •5.1. Расчет массы стали
- •5.2. Расчет потерь холостого хода
- •5.3. Расчет намагничивающей мощности
- •5.4. Расчет тока холостого хода
- •6. Тепловой расчет трансформатора
- •6.1. Расчет размеров бака
- •Длина бака в этом случае определяется по формуле, мм:
- •6.2. Расчет плотности теплового потока
- •6.3. Тепловой расчет обмоток
- •6.4. Расчет необходимой и реальной поверхности охлаждения
- •Основные технические данные радиаторов
- •6. 5. Расчет превышения температуры обмоток
- •7. Расчет весовых данных трансформатора
- •Полная рабочая масса трансформатора
- •Расчет основных параметров трансформатора распределительных сетей
- •Редактор т. С. Паршикова
- •Типография ОмГупСа
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
4.3. Расчет напряжения короткого замыкания
При переходе к расчету напряжения к. з. прежде всего необходимо пересчитать на реальные (уточненные) размеры обмоток следующие характеристики:
средний диаметр канала рассеяния, мм,
(4.10)
ширину приведенного канала рассеяния, мм,
(4.11)
параметр
(4.12)
Активная составляющая напряжения к. з. (в процентах от номинального напряжения) может быть найдена по формуле:
. (4.13)
Реактивная составляющая напряжения к. з., %,
(4.14)
где – коэффициент приведения реального поля рассеяния к прямоугольной
форме, обычно = 0,93 – 0,98 ; в данном случае можно принять = 0,95;
– коэффициент, вводимый при расположении регулировочных витков
в середине обмотки,
(4.15)
п ри этом условно принимается, что трансформатор работает на средней ступе-ни регулирования, т. е. включает в себя высоту катушек двух ступеней ре-гулирования и ширину канала регулирования , как это показано на рис. 4.1 при одной катушке на ступени регулирования (слева) или двух катушках (справа).
Полное напряжение к. з., %,
Основные катушки
Регулиро- вочные
Основные
Если в результате расчета оказалось больше , необходимо увеличить высоту обмотки и уменьшить соответственно толщину обмоток. Это можно сделать за счет увеличения ширины каналов в винтовых и катушечных обмотках или выбрать другие размеры проводников, т. е. требуется пересчет конструктивных размеров обмоток. Если напротив < , следует увеличить диаметры обмоток и уменьшить их высоту. Для этого в ряде случаев бывает достаточным немного увеличить изоляционные промежутки и . Если этого недостаточно, нужно изменить размеры выбранных проводников, чтобы искусственно уменьшить высоту обмотки и увеличить диаметр.
Как правило, если предварительные и уточненные размеры близки друг к другу и нет грубых ошибок в расчетах размеров обмоток, условие выполняется.
5. Расчет потерь и тока холостого хода
5.1. Расчет массы стали
Приведенная ниже методика расчета основана на использовании обобщенных размеров магнитной системы и в связи с этим носит достаточно приблизительный характер. Более подробный и уточненный метод расчета изложен в дополнительной литературе, например в [1].
Для ориентировочного расчета массы стали магнитной системы найдем следующие размеры (рис. 5.1), мм:
высоту стержня
, (5.1)
где – высота обмотки, мм;
– изоляционный промежуток (см. подразд. 2.3), мм;
расстояние между центрами стержней
, (5.2)
где – наружный диаметр обмотки ВН, мм;
– изоляционный промежуток, мм.
Ориентировочная масса стали стержней, кг,
, (5.3)
где – активное сечение стержня, рассчитывается по формуле (2.12), мм2;
– плотность электротехнической стали, = 7650 кг/м3.
Масса стали ярма, кг,
, (5.4)
где – активное сечение стали стержня, мм2;
– коэффициент усиления ярма (см. подразд. 2.1).
Объем стали в углах магнитной системы, заштрихованных на рис. 5.1,
,
если при этом принять ориентировочную высоту ярма , суммарная масса стали в углах, кг,
, (5.5)
и тогда общая масса стали трансформатора, кг,
. (5.6)