4 Визначення характеристик короткого замикання

4.1 Втрати короткого замикання визначаються для кожної обмотки (ВН та НН) по формулам:

4.1.1 Повна маса металу обмоток,кг:

де К_=8,48;

c – число активних стержнів;

D_cрі – середній діаметр обмоток НН та ВН, м;

W_i – число витків відповідної обмотки;

П_i – переріз витка, м².

НН:

ВН:

4.1.2 Основні електричні втрати в обмотках, Вт:

_і – щільність струму відповідної обмотки, МА/м²;

G_мі – маса відповідної обмотки.

_НН:

_ВН:

4.1.3 Маса металу відводів, кг:

- переріз витка відповідної обмотки, м²;

- щільність металу обмоток: для алюмінію - 2700кг/м³

_НН:

_{З’єднання Δ:}

_ВН:

_{З’єднання Υ:}

4.1.4 Утрати в відвідах, Вт:

_НН:

_ВН:

де K =12,75 (для алюмінія);

- щільність струму i - обмотки, MА/м²;

- маса i-обмотки, кг.

4.1.5 Втрати в баці трансформатора, Вт:

де K = 0.02 – коефіцієнт , що визначається по табл. 4.1[1];

S_н – повна потужність трансформатора, кВ·А.

4.1.6 Втрати короткого замикання трансформатора, Вт:

де - коефіцієнти додаткових утрат, що приймаються в діапазоні 1,02-1,05;

4.1.7 Відхилення дійсних втрат від заданого значення , %:

Знайдені дійсні утрати короткого замикання не відрізняються від заданих більш ніж на 5%.

4.2 Напруга короткого замикання.

4.2.1 Активна складова напруги короткого замикання, %:

- втрати короткого замикання, Вт,

- повна потужність трансформатора, кВ·А.

4.2.2 Реактивна складова напруги короткого замикання,%:

де та визначаються по фактичним параметрам трансформатора;

для трансформаторів S < 10000 кВ·А

4.2.3 Напруга короткого замикання, %:

4.2.4 Відхилення дійсного U_к від заданого U_к, %:

Відхилення не перевищує 5%.

4.3 Механічні сили в обмотках.

4.3.1 Сталий струм короткого замикання, А:

для трансформаторів S<1000 кВА

Обмотка НН:

_ВН:

де - номінальний струм відповідної обмотки, А;

S_н - номінальна потужність трансформатора, кВ·А;

U_к - напруга короткого замикання;

4.3.2 Ударний струм короткого замикання, А:

НН:

_ВН:

де - коефіцієнт, що враховує максимально можливу аперіодичну складову струму короткого замикання.

4.3.3 Радіальна сила, що діє на обмотки, Н:

де

W - повне число витків однієї з обмоток;

- миттєве максимальне значення струму цієї обмотки при короткому замиканні;

НН:

ВН:

- робиться як на зовнішню обмотку, намагаючись її розтягти, так і на внутрішню, намагаючись її зжати

4.3.4 Сумарна осьова сила при концентричних обмотках, Н:

Напрямки вісевих сил показані на рис. 4.1

Рисунок 4.1 - Розподілення стискуючих вісевих сил

- направлена вниз у верхній половині та вверх у нижній половині обмотки (стиснення), та навпаки, у зовнішній обмотці.

НН:

ВН:

4.3.5 Осева сила, що діє у місцях розриву обмоток ВН, НН через відключення регулюючих витків або катушек:

4.3.6 Напруга та розрив в проводі обмотки, МПа:

де W - число витків обмотки, для якої визначення сила;

П - площа поперечного перерізу одного витка, м².

НН:

ВН:

4.3.7 Напруга стиснення на опорних поверхнях, МПа:

НН:

ВН:

де - максимальне значення осьової сили, що стискає; визначається по рис. 4,1;

n - число прокладок по колу обмотки;

a - радіальний розмір обмотки, м;

b - ширина прокладки, м – від 0,04 до 0,06.

Значення та знаходяться в діапазоні, указаному в таблиці 4.1

Таблиця 4.1-Допустимі значення та

Матеріал	алюміній
S, кВА	до 6300
, МПа	22-25
, МПа	16-18

4.3.8 Час нагріву обмоток до гранично припустимої температури (алюміній - 200ºС), с:

де - напруга короткого замикання, %;

- щільність струму, А/м².

НН:

ВН:

Цей час перевищує 4с при КЗ