5.4. Запитання для самоконтролю

1. Назвіть основні складові формули, за якою визначають втрати короткого замикання.

2. Як визначають основні втрати в мідних обмотках?

3. За якою формулою визначають втрати у відводах?

4. Запишіть формулу для визначення втрат у баку та деталях конструкції.

5. Що таке напруга короткого замикання ?

6. Які величини, що характеризують роботу трансформатора, визначає ?

7. Запишіть формулу, за якою визначають %.

8. У яких межах визначене значення % може відхилятися від заданого?

9. За рахунок чого можна досягти зміну % трансформатора на стадії проектування?

10. Що передбачає розрахунок обмотки на механічну міцність при короткому замиканні?

11. Напишіть формулу, за якою визначають діюче значення усталеного струму короткого замикання.

12. За якою формулою визначають сумарну радіальну силу, що діє на зовнішню обмотку і намагається розтягти її?

13. Напишіть формулу, за якою визначають температуру мідної обмотки протягом часу короткого замикання.

14. За якою формулою визначають час, протягом якого мідна обмотка досягає допустимої температури 250 ⁰С?

6. Розрахунок магнітної системи

6.1. Визначення розмірів магнітної системи

Після завершення повного розрахунку обмоток, параметрів і струмів короткого замикання трансформатора проводиться кінцевий розрахунок магнітної системи. При цьому визначають: число ступенів у перерізі стержня і ярма; розміри пакетів – ширина пластин і товщина пакетів; розміщення та розміри охолоджувальних каналів; повний та активний переріз стержня і ярма; висота стержня, відстань між осями стержнів; маса сталі стержнів, ярм і повна маса магнітної системи. Після визначення усіх розмірів і маси магнітної системи визначають втрати та струм неробочого ходу трансформатора.

Число пакетів і їх розміри в перерізі стержня вибирають так, щоб площа ступеневої фігури його поперечного перерізу, вписаного в коло, була максимальною. Зі збільшенням числа ступенів коефіцієнт заповнення площі круга збільшується, але при цьому збільшується число пластин різних розмірів, що суттєво ускладнює їх виготовлення і складання магнітної системи.

Досвід проектування магнітних систем силових трансформаторів у широкому діапазоні потужностей і класів напруг покладений в основу рекомендацій, наведених у таблицях 6.1-6.4, дає можливість вибрати раціональні числа ступенів і розмірів пакетів для діаметрів стержнів, що входять в нормалізований ряд, до 0,750 м. При цьому ураховується оптимальне заповнення площі круга в поперечному перерізу стержня магнітної системи, використання нормалізованого ряду ширини пластин і прийнятна технологія їх виготовлення.

Форма поперечного перерізу ярма у середній своїй частині за розмірами пакетів повторює переріз стержня. Крайні пакети з метою покращення пресування ярма ярмовими балками та більш рівномірного розподілу тиску по ширині пакетів виготовляються ширшими шляхом об'єднання двох-трьох пакетів в один. Так, для зображених на рис.6.1 двох варіантів перерізу стержня діаметром 0,24м крайній пакет ярма в першому варіанті має розміри (6+5+8) 135 мм.

а) б)

Рис. 6.1. Переріз стержня і ярма за табл.6.2

для стержня діаметром 0,24 м:

а) стержень без пресуючої пластини;

б) стержень з пресуючою пластиною

Площа ступеневої фігури поперечного перерізу стержня, м²,

=2 10^-6 . (6.1)

Активний переріз стержня, м²,

= . (6.2)

Аналогічно для ярма, м²,

=2 10^-6 , (6.3)

= . (6.4)

Для стержня і ярма з поздовжніми відносно пластин охолоджувальними каналами від розмірів пакетів в віднімають відповідні розміри цих каналів.

Розраховані за (6.1) і (6.3) повні площі ступеневої фігури поперечного перерізу стержня і ярма при діаметрі стержня від 0,08 до 0,75 м, за відсутності та наявності пресуючої пластини з розмірами за табл.6.1-6.4 та з урахуванням розмірів охолоджувальних каналів наведені в табл.6.5 і табл. 6.6. Там наведена також величина об'єму одного кута магнітної системи .

Таблиця 6.5

Площі перерізів стержня і ярма , об'єм кута плоскої шихтованої магнітної системи без пресуючої пластини при розмірах пакетів за табл.6.1

, м	, см2	, см2	, см3	, м	, см2	, см2	, см3
0,08	43,3	44,8	280,8	0,12	104,9	106,5	1050
0,085	50,8	51,6	356,4	0,125	112,3	115,3	1194
0,095	56,7	58,2	426,4	0,13	121,9	124,9	1299
0,09	62,9	63,7	488,0	0,14	141,5	144,0	1620
0,10	72,0	73,2	596,8	0,15	161,7	165,9	2040
0,105	79,3	80,1	683,0	0,16	183,5	188,3	2470
0,11	86,2	89,7	790,2	0,17	208,5	214,1	2908
0,115	93,9	95,4	812,8	0,18	232,8	237,6	3452

Після визначення повних перерізів стержня і ярма визначають основні розміри – довжину стержня та відстань між осями сусідніх стержнів С

= +( + )10^-3 , (6.5)

де і - відстані від обмотки до верхнього і нижнього ярма (рис.6.2).

Таблиця 6.6