4. Основні параметри короткого замикання

1. Визначення втрат короткого замикання

Визначаємо масу металу обмоток ВН і НН за формулою (5.3):

=28∙10³ =28∙10³∙3∙0,331∙20∙392,8∙10^-6=218,4 кг,

де =( + )/2=(0,31+0,352)/2=0,331 м, див.рис.5.1;

=28∙10³ =28∙10³∙3∙0,451∙1013∙7,64∙10^-6=293,2 кг,

де =( + )/2=(0,406+0,496)/2=0,451 м, див.рис.5.1.

Визначаємо основні втрати в обмотках за формулою (5.2):

=2,4∙10^-12∙ =2,4∙10^-12∙3,4²∙10¹²∙218,4=6059,3 Вт.

=2,4∙10^-12∙ =2,4∙10^-12∙3,46²∙10¹²∙293,2=8424,2 Вт.

Коефіцієнт додаткових втрат в обмотці НН

=1+0,095∙10⁸∙ ∙0,8=1+0,095∙10⁸∙0,64∙10⁴∙10^-12∙2²∙0,8=1,15,

де =( )²=(5∙10^-3∙80∙0,95/0,477)²=0,8²=0,64.

Коефіцієнт додаткових втрат в обмотці ВН

=1+0,095∙10⁸∙ =1+0,095∙10⁸∙0,18∙4⁴∙10^-12∙10²=

=1+0,044=1,044,

де =( )²=(2∙10^-3∙107∙0,95/0,477)²=0,18.

Довжина відводів при з’єднанні зіркою визначається наближено за формулою (5.7)

≈7,5 =7,5∙0,54=4,05 м.

Маса відводів обмотки НН

= ∙ ∙ =4,05∙392,8∙10^-6∙8900=14,16 кг,

де =8900 кг/м³ – питома вага міді.

Втрати у відводах обмотки НН визначаємо за формулою (5.10):

=2,4∙10^-12∙ =2,4∙10^-12∙3,4²∙10¹²∙14,16=392,9 Вт.

Маса відводів обмотки ВН

= ∙ ∙ =4,05∙7,64∙10^-6∙8900=0,275 кг.

Втрати у відводах ВН визначаємо за формулою (5.10):

=2,4∙10^-12∙ =2,4∙10^-12∙3,46²∙10¹²∙0,275=7,9 Вт.

Втрати в стінках бака і деталях конструкції за формулою (5.11):

≈10∙ ∙ =10∙0,03∙1600=480 Вт,

=0,03 – коефіцієнт, що визначається за табл. 5.1.

Повні втрати короткого замикання

= + + + + =

=6059,3∙1,15+8424,2∙1,044+392,9+7,9+480=16643,9 Вт,

що становить ∙100%=92% від заданої величини і знаходиться у межах допустимого відхилення ± 10%

2. Визначення напруги короткого замикання

Активна складова напруги короткого замикання за (5.13):

%= =16643,9/16000=1,04%.

Визначаємо реактивну складову напруги короткого замикання за формулою (5.14):

%= 10^-1=

= 10^-1=6,28% .

Напруга короткого замикання

%= = =6,37%,

що складає 6,37/6,5∙100%=98% від заданої величини та не відхиляється від неї більше, ніж на ± 5%.

Діюче значення усталеного струму короткого замикання обмотки ВН визначаємо за (5.19) і табл. 5.2:

= =

= А.

Ударний струм короткого замикання визначається за формулою (5.20) і табл. 5.3:

= =2,28∙410,3=935,5 А

при / =6,28/1,04=6,0 за табл.5.3 =2,28.

3. Визначення механічних сил в обмотках

Радіальну силу визначаємо за формулою (5.22) (див. рис. 11.7):

=0,628 ( )² 10^-6=0,628(935,5∙1013)²∙2,4∙0,95∙10^-6=

=1285882 Н.

Рис.11.7. Дія радіальних сил на концентричні обмотки

Середня стискуюча напруга в провіднику обмотки НН за формулою:

= =26,06 МПа.

Середня розтягуюча напруга в провідниках обмотки ВН за формулою:

= =26,46 МПа,

що є менше допустимого значення 60 МПа.

Визначаємо осьові сили за рис. 11.8.

= =1285882 =61913 Н.

Максимальні стискуючі сили

= =61913 Н

діють на середині висоти обмотки НН, що має менший радіальний розмір. Стискуюча напруга дорівнює

= МПа ,

де =0,021 м – сумарний радіальний розмір обмотки НН.

Рис.11.8. Розподіл стискуючих осьових сил в обмотках

Температуру обмотки ВН через 4 секунди після виникнення короткого замикання визначаємо за формулою (5.28):

+ =

= +90=179,6⁰С.

Час протікання короткого замикання, протягом якого обмотка ВН досягне допустимої температури 250⁰С визначимо за (5.29):

≈2,5[ /( ∙10^-6)]²=2,5(6,37/3,46)²=8,5 с.