5.2 Напряжение короткого замыкания

Активная составляющая U_ка в процентах от номинального напряжения

.

Реактивная составляющая U_кр в процентах от номинального напряжения

Определим полное напряжение короткого замыкания трансформатора

Расчетное напряжение короткого замыкания не должно отклоняться от технического условия на проект более чем на 5 %. В нашем случае отклонение составляет 3,8%.

6 Определение параметров холостого хода

6.1 Размеры и масса элементов магнитопровода

По таблице 6.1 /3, с. 100/ по диаметру стержня определим размеры пакетов, составляющих сечения стержня и ярма (см. рисунок 9).

Рисунок 9 – Сечения стержня и ярма

Полные площади ступенчатой фигуры поперечного сечения стержня - П_фс, ярма - П_фя и объем одного угла магнитной системы - V_у определим по

таблице 6.4 /3, с. 103/

П_фс = 0,01219 м²; П_фя = 0,01249 м²; V_у = 0,001299 м³.

Активное сечение стержня - П_с и ярма - П_я определим по формуле

П_с = k_зап·П_фс = 0,97·0,01219= 0,0118243 м²;

П_я = k_зап·П_фя = 0,97·0,01249 = 0,01211 м².

Длина стержня

l_с = L + (l₀₁ + l₀₂) = 0,45 + (30·10^-3 + 15·10^-3) = 0,49 м.

Расстояние между осями соседних стержней определим, как

С = D"₁ + а₁₁ = 0,49 + 10·10^-3 = 0,5 м.

Масса стали угла при многоступенчатой форме сечения

G_у = k_зап·V_у·γ_ст = 0,97·0,001299 ·7650 = 9,63 кг,

где γ_ст – плотность трансформаторной стали, кг/м³.

Масса частей ярма, заключенных между осями крайних стержней

G'_я = 2·(с-1)·С·П_я·γ_ст = 2·(3-1)· 0,5·0,01211·7650 = 185,28 кг.

Масса стали ярм в углах

G"_я = 2·G_у = 2·9,63 = 19,26 кг.

Полная масса двух ярм

G_я = G'_я + G"_я = 185,28+ 19,26 = 204,54 кг.

Масса стали стержней в пределах окна магнитной системы

G'_с = с·П_с·l_с·γ_ст = 3·0,0118243 ·0,49·7650 = 132,97 кг.

Масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма

G"_с = с·(П_с·a_1я·γ_ст – G_у) = 3·(0,0118243 ·65 ·10^-3·7650 – 9,63) =11,37 кг,

где a_1я – ширина крайнего внутреннего пакета ярма, м.

Масса стали стержней при многоступенчатой форме сечения ярма

G_c = G'_с + G"_с ,

где a_1я – ширина крайнего внутреннего пакета ярма, м.

Масса стали стержней при многоступенчатой форме сечения ярма

G_c = G'_с + G"_с =132,97+11,37=144,34 кг.

Полная масса стали плоской магнитной системы

G_ст = G_c + G_я = 144,34+204,54=348,88кг.

6.2 Потери холостого хода

Определим индукцию в ярмах плоской шихтованной магнитной системы

Индукция в косых стыках

Площадь косого стыка

Потери холостого хода

Р_х = [k_пр·k_пз·(р_с·G_с + р_я·G_я – 4·р_я·G_у + k_пу·G_у·(р_с + р_я)/2) + Σр_з·n_з·П_з]·k_пя·k_пп·k_пш = 1,05·1·(1,030·144,34+1,1·204,54 - 4·1,1·9,63+10,45·9,63((1,030+1,1)/2)+ 4·0,016·850] ·1·1,03·1,01=185,57 Вт.

где k_пр – коэффициент, учитывающий увеличение удельных потерь в стали за счет возникновения внутренних механических напряжений в пластинах при резке стали повдоль на ленты и лент поперек на пластины /3, с. 109/;

k_пз – коэффициент, учитывающий увеличение удельных потерь в стали от удаления заусенцев на линии отреза пластин /3, с. 109/;

р_с – удельные потери в стали стержня, Вт/кг, определяемые по таблице 6.6 /3, с. 106/;

р_я – удельные потери в стали ярма, Вт/кг, определяемые по таблице 6.6 /3, с. 106/;

k_пу – коэффициент, учитывающий увеличение потерь в углах магнитопровода, определяемый по таблице 6.7 /3, с. 108/;

k_пя – коэффициент, учитывающий увеличение потерь в стали от формы сечения ярма /3, с. 108/;

k_пп – коэффициент, учитывающий зависимость уровня потерь в стали от выбранного способа прессовки стержня и ярма, определяемый по таблице 6.8 /3, с. 108/;

k_пш – коэффициент, учитывающий увеличение потерь в стали от перешихтовки верхнего ярма при установке обмоток на магнитопровод /3, с. 109/.

Выражение Σр_з·n_з·П_з представляет собой сумму потерь в зане стыков пластин магнитной системы.

Рассчитываемая система имеет четыре угла на крайних стержнях и два на среднем. Следовательно, в ней имеется:

- четыре косых стыка (n_з = 4) с параметрами П_з = П_кос, В_з = В_кос и р_з = f(В_кос);

- два прямых стыка (n_з = 2) с параметрами П_з = П_я, В_з = В_я и р_з = f(В_я);

- один прямой стык (n_з = 1) с параметрами П_з = П_с, В_з = В_с и р_з = f(В_с).

Величину удельных потерь в стыках определяем по таблице 6.6 /3, с. 106/.

Расчетные потери холостого хода равны 185,57 Вт, а техническое условие на проект 0,51 кВт. В нашем случае данное условие выполняется.