- •6. Расчет параметров короткого замыкания
- •6.1. Виды потерь короткого замыкания
- •6.2. Определение основных электрических потерь в обмотках
- •6.3. Определение добавочных потерь
- •6.4. Электрические потери в отводах
- •6.5. Потери в стенках бака и других стальных деталях
- •6.6. Расчет напряжения короткого замыкания
- •7. Расчёт механических сил в обмотках
- •8. Расчет магнитной системы трансформатора
- •8.1. Определение размеров магнитопровода
- •9. Определение потерь и тока холостого тока трансформатора
6.4. Электрические потери в отводах
Подсчет электрических потерь в отводах сводится к определению длины проводников и массы металла в отводах. Этот подсчет может быть точно произведен после окончательного установления конструкции отводов.
В процессе расчета может быть произведено приближенное определение массы отводов. Длина отводов приближенно определяется, см,
при соединении обмотки в «звезду»
;
при соединении обмотки в «треугольник»
.
Масса металла отводов, кг, может быть найдена по формуле
Gотв.=10-5,
где Потв, мм2 – сечение отводов, которое для расчета потерь может быть принято равным сечению витка соответствующей обмотки; – удельная масса металла отводов (для меди = 8,9 кг/дм3, для алюминия = 2,7 кг/дм3).
Электрические потери, Вт, в отводах определяются по формуле:
Ротв = К ,
для меди К = 2,4;
для алюминия К = 12,75.
В нормальных силовых трансформаторах электрические потери в отводах составляют, как правило, не более 5–8 % потерь короткого замыкания, а добавочные потери в отводах не более 5 % электрических потерь в них.
6.5. Потери в стенках бака и других стальных деталях
трансформатора
Потоки рассеяния трансформатора частично замыкаются через стенки бака, проходя на своем пути также и через другие стальные детали трансформатора. Потери, возникающие в этих стальных деталях и главным образом в стенках бака, пропорциональны квадрату тока нагрузки и также относятся к потерям короткого замыкания трансформатора.
Эти потери, Вт, не поддаются точному учету и ориентировочно принимаются:
Рб 10 КS,,
где S – полная мощность трансформатора, кВА; К – коэффициент, который находится по табл. 6.1.
Таблица 6.1
Значения коэффициента k при расчёте потерь в баке
Мощность стержня, кВА |
До 300 |
301–2000 |
2001–4000 |
4001–7000 |
7001–20000 |
k |
0,01–0,015 |
0,02–0,03 |
0,03–0,04 |
0,04–0,05 |
0,06–0,07 |
6.6. Расчет напряжения короткого замыкания
Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %,
Uка = ,
где Рк – мощность короткого замыкания, определенная выше, Вт; S – пол-ная мощность трансформатора, кВА.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,
Uкр=10-3,
где – ширина, см, приведенного канала рассеяния для трансформа-торов до 10000 кВА
,
При расчете трансформаторов мощностью от 10000 кВА и выше
=,
где d12 – средний диаметр канала между обмотками, см; Кр – коэффи-циент приведения идеального поля рассеяния к реальному, Кр ≈ 0,95.
Следует определить действительное значение коэффициента по выражению ,
где ,
здесь 1 – действительное значение радиального размера обмотки НН; – действительная высота обмоток; при равенстве обмоток НН и ВН по высоте при разной высоте обмоток , см.
Напряжение короткого замыкания, %,
Uк = .
При расчете Uкр, а также при всех дальнейших расчетах необходимо пользоваться реальными размерами рассчитанных обмоток трансформатора (), а не приближенными значениями предварительного расчета основных размеров.
В тех случаях, когда полученное значение Uк отклоняется более, чем на 5 % от заданной величины, изменение Uк в нужном направлении лучше всего вести за счет изменения его реактивной составляющей. Небольших изменений Uкр можно достичь, изменяя (за счет изменения ) или . Более резкое изменение Uкр достигается изменением напряжения одного витка Uв и числа витков, которое может быть достигнуто путем увеличения или уменьшения диаметра стержня или индукции в нем Вс.