Величина коефіцієнта у формулі (5.11)
Потужність |
До 1000 |
1000-4000 |
6300-10000 |
16000-25000 |
40000-63000 |
|
0,015-0,02 |
0,025-0,04 |
0,04-0,045 |
0,045-0,053 |
0,06-0,07 |
Для трансформаторів потужністю від 10000 кВА до 63000 кВА після розрахунку бака визначають ще додаткові втрати в стінках бака за формулою:
≈
,
(5.12)
де
=2,2
при
≤11,5%;
=1,5
при
>11,5%;
- висота обмотки, м;
-
периметр гладкого бака;
=(
)/4
– середній радіус бака, м;
-
довжина бака;
- ширина бака;
- відстань між осями стержнів);
-
середній радіус каналу розсіяння, м.
5.2. Розрахунок напруги короткого замикання
Напруга короткого замикання визначає спад напруги в трансформаторі, його зовнішню характеристику і струм короткого замикання. Вона ураховується також при підборі трансформаторів для паралельної роботи.
Активна
складова напруги короткого замикання
%
визначається за формулою:
%=
100%=
, (5.13)
де
- втрати короткого замикання трансформатора,
Вт;
- номінальна потужність трансформатора, кВА.
Реактивну
складову напруги короткого замикання
%
визначимо за формулою:
%=
10-1
, (5.14)
де
- ширина зведеного каналу розсіяння, м,
для трансформаторів потужністю ≤10000 кВА:
≈
+
, (5.15)
а для потужностей >10000 кВА:
=
; (5.16)
-
середній діаметр каналу між обмотками,
м;
і
- середні діаметри обмоток, м;
і
- радіальні розміри обмоток, м;
;
-
напруга витка;
- коефіцієнт, що ураховує відхилення реального поля розсіяння від ідеального
≈1–
, (5.17)
де
=(
+
+
)/(
).
Здебільшого, величина для концентричних обмоток коливається у межах від 0,93 до 0,98.
При розрахунку % за (5.14), а також при подальших розрахунках слід користуватися реальними розмірами розрахованих обмоток трансформатора ( , , , , , , ), а не наближеними значеннями отриманими при визначенні основних розмірів трансформатора.
Напругу %, короткого замикання визначаємо за формулою:
%=
. (5.18)
Визначене
значення
%
не повинно відхилятися від заданого
більше, ніж на ±5%. Зміну його в потрібному
напрямку можна досягти за рахунок зміни
реактивної складової
%.
Невеликі зміни можна отримати шляхом
збільшення або зменшення осьового
розміру обмотки
з відповідним зменшенням або збільшенням
радіальних розмірів обмоток
і
.
Більш різка зміна
%
досягається зміною напруги одного витка
за рахунок збільшення або зменшення
діаметра стержня магнітної системи
або індукції
у ньому.
5.3. Визначення механічних зусиль в обмотках та нагріву обмоток при короткому замиканні
Режим короткого замикання трансформатора є аварійним режимом і супроводжується багаторазовим збільшенням струмів в обмотках, підвищеним нагрівом обмоток, ударними механічними силами, що діють на обмотки та їх частини.
Перевірка обмоток на механічну міцність при короткому замиканні передбачає:
визначення усталеного і ударного струмів короткого замикання;
визначення механічних сил між обмотками;
визначення температури обмоток при короткому замикання.
Діюче значення усталеного струму короткого замикання визначають за формулою:
=
, (5.19)
де
- номінальний струм відповідної обмотки,
А;
- номінальна потужність трансформатора, МВА;
-
потужність короткого замикання
електричної мережі за табл. 5.2, МВА;
- напруга короткого замикання, %.
Таблиця 5.2