3.4. Расчет потерь короткого замыкания

Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора назы­ваются потери, возникающие в трансформаторе при установлении в одной из обмоток тока, соответствующего номинальной мощности, и замкнутой накоротко другой обмотке.

Потери короткого замыкания рассчитываем по следующей методике.

1. Расчет основных потерь в обмотках.

Основные потери НН:

– для алюминиевого провода

=

– для медного провода

,

где M_{А НН}  масса металла обмотки НН, которая для алюминиевого провода с _А = 2700 кг/м³ определяется по формуле

где с  число активных (несущих обмотки) стержней трансформатора (для трехфазного принимается равным 3);

D_ср  средний диаметр обмотки, определяется как среднее между вну­тренним D^′₁ и наружным D^″₁ диаметрами обмоток НН, см;

_НН  число витков обмотки НН;

П_{в НН}· сечение витка на НН, мм².

Для медного провода с _М = 8900 кг/м³ расчет проводят по следующей формуле:

.

Основные потери обмотки ВН:

– для алюминиевого провода

=

– для медного провода

,

где M_{А ВН}  масса металла обмотки ВН, которая для алюминиевого провода с _А = 2700 кг/м³ определяется по формуле:

где  число активных (несущих обмотки) стержней трансформатора (для трехфазного принимается равным 3);

D_ср  средний диаметр обмотки, определяется как среднее между вну­тренним D^′₂ и наружным D^″₂ диаметрами обмоток ВН, см;

_{ном ВН}  число витков обмотки ВН;

П_вВН  сечение витка на ВН, мм².

Для медного провода с _М = 8900 кг/м³ расчет проводят по следующей формуле:

.

2. Расчет добавочных потерь в обмотках.

Добавочные потери в обмотке рассчитываются с учетом материала и формы провода. Для некоторых частных случаев, например при частоте 50 Гц, для медных и алюминиевых проводов можно пользоваться следую­щими приведенными ниже формулами.

Для алюминиевого провода (ρ_А = 0,344 мкОм∙м) при частоте 50 Гц используется формула:

– для прямоугольного провода при n  2:

;

– для прямоугольного провода при n > 2:

– для круглого провода при n > 2:

Для медного провода (ρ_А = 0,02135 мкОм∙м) при частоте 50 Гц используется формула:

– для прямоугольного провода при n  2:

– для прямоугольного провода при n > 2:

– для круглого провода при n > 2:

В приведенных формулах значения β_Д и β_Д1 для изолированного провода всегда меньше единицы, поэтому приближенно можно взять их равными 0,74;

а  размер проводника, перпендикулярного направлению линий магнитной индукции осевой составляющей поля рассеяния;

n  число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном направлению линий магнитной индукции осевой составляющей поля рассея­ния, которое для катушечных обмоток определяется по формуле

.

Тогда n_НН = 2 ∙ 6 = 12, n_ВН = 1 ∙ 13 = 13.

Добавочные потери для данного варианта алюминиевого прямоугольного провода при n > 2:

– в обмотке НН

= = 1,046;

– в обмотке ВН

= = 1,054.

3. Основные потери в отводах.

Длина отводов:

– для схемы соединения «треугольник» (НН)

– для схемы соединения «звезда» (ВН)

Масса отводов НН:

где _А  плотность металла отводов, для алюминия _А = 2700 кг/м³ (для меди _М = 8900 кг/м³).

Потери в отводах НН:

.

Масса отводов ВН:

Потери в отводах ВН

4. Потери в стенках бака и других элементах конструкции.

Потери в стенках бака и других элементах конструкции приближенно можно рассчитать по следующей формуле:

где k_б  коэффициент, приведенный в табл. 3, принимаем k_б = 0,03;

S  полная мощность трансформатора, кВ∙А.

Таблица 3