Определение параметров короткого замыкания

 

Потери короткого замыкания  состоят из: 1) основных потерь в обмотках НН и ВН (СН) , ; 2) добавочных потерь в обмотках, вызванных полем рассеяния, и ; 3) основных потерь в отводах между обмотками и вводами  и ; 4) добавочных потерь в отводах, вызванных полем рассеяния отводов,  и ; 5) потерь в стенках бака и других металлических конструкциях, вызванных полем рассеяния обмоток и отводов, . Величинами   и  в силовых трансформаторах общего назначения можно пренебречь.

Значения  для масляных и сухих трансформаторов общего назначения регламентированы соответствующими стандартами; допускаются отклонения: у готового трансформатора не более +10%; в расчете рекомендуется отклонение не более +5 %. Основные потери при температуре 75 °С, Вт:

для обмоток из меди

,

для обмоток из алюминия

,

Основные потери в обмотках сухих трансформаторов с изоляцией классов нагревостойкости F, Н, С, Вт, определяются для расчетной температуры +115 °С;

для обмоток из меди

для обмоток из алюминия

.

При расчете добавочных потерь в обмотках все линейные размеры проводов а, b, d (рис. 20) и высоту обмотки l выражать в метрах. Для этого реальные размеры провода, выраженные в справочных таблицах в миллиметрах, следует умножить на 10^–3. Коэффициент .

 

 

 

Добавочные потери (рис. 20) в медных обмотках:

прямоугольный провод

; ;

круглый провод

; .

Добавочные потери в алюминиевых обмотках:

прямоугольный провод

;

круглый провод

.

Формулы для определения  справедливы при f = 50 Гц; для меди  мкОм∙м; для алюминия  мкОм∙м; a, b, l, d – в м;

n, m – по рис. 20 (обычно  = 1,01 ÷ 1,05 до 1,10).

Потери в отводах, Вт;

медный провод

,

алюминиевый провод

.

Потери в баке и металлических конструкциях, Вт:

,

где  – по табл. 22; – в кВ∙А;

.

 

В двухобмоточных трансформаторах потери короткого замыкания  рассчитываются для обеих обмоток (для обмотки ВН на средней ступени) при нагрузке номинальными токами. В трехобмоточных трансформаторах  определяют для заданного потребителем распределения нагрузок

 

Таблица 22. Значения коэффициента k при расчете потерь в баке

 

Мощность S, кВ∙А	До 1000	1000-4000	6300-10000	16000-25000	40000-63000
k	0,015-0,02	0,025-0,04	0,04-0,045	0,045-0,053	0,06-0,07

 

 

между обмотками, а при отсутствии заданного распределения токов рассчитывают потери для трех случаев нагрузки, дающих наибольшие потери, а именно при нагрузках номинальными токами обмоток ВН–СН, ВН–НН и СН–НН. Для обмоток, имеющих регулировочные ответвления,  рассчитывается для средней ступени.

Плотность теплового потока на охлаждаемой поверхности обмоток

 м², для каждой обмотки, Вт/м²,

.

Охлаждаемая поверхность каждой обмотки  определяется как внешняя, обтекаемая маслом или воздухом суммарная открытая поверхность всех частей этой обмотки – витков, катушек, слоев с учетом закрытия частей этой поверхности изоляционными деталями – прокладками, рейками, шайбами:

,

где .

Полученные значения q не должны быть выше данных табл. 14 для сухих трансформаторов. В масляных трансформаторах с естественной циркуляцией масла q не более 1200–1400 Вт/м², в редких случаях до 1600 Вт/м², с принудительной циркуляцией – до 2000–2200 Вт/м².

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,

,

,

, ,

где  – радиальный размер канала между обмотками ВН и НН;  и  – радиальные размеры обмоток; l – осевой размер обмоток, выраженные в метрах (см. рис.5);

,

 (  и  – по рис.21);

 при .

Активная составляющая, %,

,  – в Вт; – в кВ∙А;

.

 

Напряжение короткого замыкания  регламентировано для масляных и сухих силовых трансформаторов соответствующими государственными стандартами.

Допустимое отклонение у готового трансформатора ±10 %, в расчете рекомендуется отклонение не более ±5 %.

 

РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ

 

Для нормализованного ряда диаметров стержней магнитных систем силовых трансформаторов (см. §3.3) нормализованы также: число ступеней в сечении стержня и ярма, размеры пакетов пластин; число, размеры и расположение охлаждающих каналов, а следовательно, и площади поперечных сечений стержня и ярма. В таблице 23 приведены данные о числе ступеней стержня и площади ступенчатой фигуры  в зависимости от диаметра, а в таблицах 24-27 приведены данные о размерах пакетов в стержне (рис. 22).

Активное сечение стержня, м², .

Активное сечение ярма, м², , где  и  – по табл. 23  – по табл. 5.

Индукция в стержне, Тл,

.

Индукция в ярме, Тл,

.

Рис. 22. Сечение стержня в виде многоступенчатой фигуры, вписанной в круг, диаметром d - ширина пластин; - толщина пакета

    

 

Таблица 23. Площади ступенчатой фигуры сечения стержня П _ф,с и ярма П _ф,я