Розрахунок параметрів короткого замикання (стор
Після намотування і сушки обмотку спресувати осьовою силою 25000 Н.
глава сьома
РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ короткого замикання
7.1. Визначення втрат короткого замикання
Втратами короткого замикання двохобмотувальні трансформатора згідно ГОСТ називаються втрати, що виникають в трансформаторі при номінальній частоті і встановленні в одній з обмоток струму, відповідного її номінальної потужності, при замкнутої накоротко другий обмотці. Передбачається рівність номінальних потужностей обох обмоток.
Втрати короткого замикання Рк в трансформаторі можуть бути, розділені на наступні складові: 1) основні втрати в обмотках НН і ВН, викликані робочим струмом обмоток, Росн1 і Росн2; 2) додаткові потерн в обмотках НН і ВН, т. Е. Втрати від вихрових струмів, наведених полем розсіювання в обмотках РД1 і РД2; 3) основні втрати в відводах між обмотками і уведеннями (прохідними ізоляторами) трансформатора Ротв1 і Ротв2; 4) додаткові втрати в відводах, викликані полем розсіювання відводів, Ротв, Д1 і Ротв2, Д2; 5) втрати в стінках бака та інших металевих, головним чином феромагнітних, елементах конструкції трансформатора, викликані полем розсіювання обмоток і відводів, Pб.
Втрати короткого замикання можуть бути розраховані або визначені експериментально в досвіді короткого замикання трансформатора. При дослідженні короткого замикання номінальні струми в обмотках виникають при відносно малому напрузі (5-10% номінального значення), а втрати в магнітній системі, приблизно пропорційні другого ступеня напруги, зазвичай нехтує малі.
Зазвичай додаткові втрати в обмотках і відводах розраховують, визначаючи коефіцієнт kД збільшення основних втрат внаслідок наявності поля розсіювання. Так сума основних і додаткових втрат в обмотці замінюється виразом
Таким чином, повні втрати короткого замикання, Вт, можуть бути виражені формулою
Згідно ГОСТ за розрахункову (умовну) температуру, до якої повинні бути приведені втрати і напруга короткого замикання, приймають: 75 ° С для всіх масляних і сухих трансформаторів з ізоляцією класів нагрівостійкості А, Е, В; 115 ° С для трансформаторів з ізоляцією класів нагрівостійкості F, Н, С.
Повні втрати короткого замикання готового трансформатора не повинні відхилятися від гарантійного значення, заданого ГОСТ або технічними умовами на проект трансформатора, більш ніж на 10%. З огляду на, що втрати готового трансформатора внаслідок нормальних допустимих відхиленні в розмірах його частин можуть відхилятися на ± 5% розрахункового значення, при розрахунку не слід допускати відхилення розрахункових втрат короткого замикання від гарантійного значення більш ніж на 5%.
При нормальній роботі трансформатора, т. Е. При навантаженні його номінальним струмом при номінальних первинній напрузі і частоті, в його обмотках, відводах і елементах конструкції під впливом струмів обмоток і створеного ними поля розсіювання виникають втрати, практично рівні втрат короткого замикання і однаково з ними змінюються при зміні струму навантаження. Тому при всіх розрахунках втрат, викликаних в нормально працюючому трансформаторі змінюються струмами навантаження обмоток, і при розрахунку ККД трансформатора зазвичай в якості вихідної величини користуються розрахованими або виміряними втратами короткого замикання.
У трьохобмоткову трансформаторі розраховуються і вимірюються три значення втрат короткого замикання для трьох парних поєднань обмоток (I і II, I і III, II і III) при навантаженні кожної пари обмоток струмом, відповідним 100% потужності трансформатора. Втрати короткого замикання триобмоткового трансформатора змінюються в залежності від того, як розподілена навантаження між трьома його обмотками. Допускається будь-який розподіл навантаження між трьома обмотками, але так, щоб жодна з обмоток була тривалий час навантажена струмом, що перевищує номінальний струм плюс 5% -ва перевантаження, а загальні втрати короткого замикання трьох обмоток не перевищили максимальні втрати. При цьому максимальними втратами вважаються приведені до розрахункової температурі втрати короткого замикання тієї пари обмоток, яка має найбільші втрати короткого замикання.
Основні втрати в обмотках
Для визначення основних втрат можна скористатися формулою Pосн = I2R. Однак на практиці прийнято користуватися цією формулою в перетвореному, більш зручному для розрахунку вигляді. Замінюючи ток I твором щільності струму в обмотці J, А / м2 на перетин витка П, м2 і розкриваючи значення R = # 961; l / П де # 961; - питомий опір дроту, мкОм · м, а l - повна довжина проводу, м, отримуємо
Помітивши, що вираз в дужках П · l являє собою обсяг дроти обмотки, м3, множимо і ділимо праву частину рівності на щільність металу обмотки # 947; 0 кг / м3,
Замінивши в цьому виразі твір, укладену в дужках, що дорівнює йому масою металу обмотки G0, кг, і, підставивши реальні значення щільності # 947; 0 і питомої електричного опору металу обмотки # 961; при температурі 75 ° С, отримуємо
Після розрахунку бака для трансформаторів потужністю від 10000 до 63000 кВ · А додаткові втрати в стінках можуть бути наближено підраховані для частоти 50 Гц за
наближеною формулою
де k = 2,20 при uk≤11,5%; k = 1,50 при uk> 11,5%; Ф - потік одного стрижня, рівний ПСВС, Вб; l - висота обмотки, м: pб - периметр гладкого бака, м; R - середній радіус бака, м, R = (А + В - 2С) / 4 (A - довжина бака; B - ширина бака; С - відстань між осями стрижнів); r12 - середній радіус каналу розсіювання, м.
У триобмоткових трансформаторах розраховують три значення втрат короткого замикання для трьох випадків роботи трансформатора при навантаженні 100% номінальної потужності, як в двообмоткових, на обмотках ВН. і СН, ВН і НН, СН і НН. За втрати короткого замикання триобмоткового трансформатора приймається найбільше з цих трьох значень Рк.
Розрахунок основних втрат короткого замикання для кожної з обмоток триобмоткового трансформатора проводиться так само, як і для двохобмотувальні. При цьому вважають, що кожна обмотка навантажена струмом, відповідним 100% -ної номінальної потужності трансформатора (для обмоток, що розраховуються на 67% номінальної потужності, 1,5 значення номінального струму).
Додаткові втрати в двох крайніх обмотках - зовнішньої обмотці ВН і внутрішньої обмотці (СН або НН) - розраховуються так само, як і для двохобмотувальні трансформатора, по (7.12) або однієї з наступних формул.
Додаткові втрати в середній з трьох обмоток на кожному стрижні (НН або СН) розраховуються для двох різних режимів роботи - для 100% -ної навантаження цієї обмотки з будь-якої з двох інших обмоток по (7.12) або однієї з наступних і для 100% -ної навантаження двох інших (крайніх) обмоток при відсутності струму в середній обмотці.
Мал. 7.4. До розрахунку додаткових втрат і
напруги короткого замикання в
Розподіл поля розсіювання при