3.4 Розрахунок характеристик короткого замикання

Після конструювання обмоток розраховуються дійсні параметри трансформатора, що відповідають його реальним розмірам і які повинні задовольняти проектному завданню в межах припустимих відхилень.

3.4.1 Втрати короткого замикання.

Маса металу обмоток:

G₀₁ = 1,5К_(D₁ + D₁)w₁П₁10^-5 , (3.43)

G₀₁= 1,58.47(14,8 +17,69)25132,4 10^-5 = 26,78 (кг),

G₀₂ = 1,5К_(D₂ + D₂)w_2нП₂10^-5 , (3.44)

Для алюмінію К _8,47.

G₀₂ = 1,58,47(19,49 + 28,89)73512,5510^-5 = 56,703 (кг).

Загальна маса металу обмоток:

G₀ = G₀₁ + G₀₂ , (3.45)

G₀=26,78 + 56,703 (кг).

Основні електричні втрати в обмотках:

Р_эл10 = К_^G₀₁ = 12,751,744²26,78 = 1038,823 (Вт), (3.46)

Р_эл20 = К_^G₀₂ = 12,751,227²56,703 = 1088,044 (Вт). (3.47)

Для алюмінію К = 12,75.

Крім основних електричних втрат, в обмотках з’являються додаткові втрати, які залежать від розташування провідників по відношенню до поля розсіювання і які враховуються коефіцієнтом К_д, який розраховується за виразом :

– для обмотки НН з прямокутного проводу

К_д = 1 + 1,73²a⁴(n² – 0,2)10^-4, (3.48)

= 0,1; (3.49)

– для обмотки ВН з круглого проводу

К_д = 1 + 0,8_²(n² – 0,2)10^-4, (3.50)

_= 0,1,(3.51)

де – питомий електричний опір алюмінію (= 0,0344 );

a, b, d_пр – розміри прямокутного та круглого проводів;

l – висота відповідної обмотки;

n, m – число окремих провідників обмотки, укладених відповідно в радіальному та осьовому напрямку.

Для двошарової циліндричної обмотки n = 2.

m = n_в1w_сл1 = 425= 100, (3.52)

Для багатошарової циліндричної обмотки n = n_сл2 = 9;

m = n_в2w_сл2 = 184= 84. (3.53)

Для НН:

= 0,1,

К_д1 = 1 + 1,730,762²11,2 ⁴(4²-0,2)10^-4 = 1,528.

Для ВН:

_= 0,1,

К_д2 = 1 + 0,80,853²4,4 ⁴(1² – 0,2)10^-4 = 1,00025.

Повні електричні втрати в обмотках:

Р_эл1= К_д1Р_эл10 = 1,5281038,823= 1586,956 (Вт), (3.54)

Р_эл2= К_д2Р_эл20 = 1000251088,044 = 1088,318 (Вт). (3.55)

Дійсні густини теплових потоків на поверхні охолодження обмоток:

q₁ = Р_эл1 /П₀₁ = 1586,956 /1,718 = 923,807 (Вт/м²), (3.56)

q₂ = Р_эл2 /П₀₂ = 1088,318 /2,123 = 812,557 (Вт/м²). (3.57)

Електричні втрати у відводах:

Р_отв1 = К_^G_0тв1, (3.58)

Р_отв2= К_^G_0тв2, (3.59)

де G_отв – маса металу відводів.

G_отв1 = 10^-5l_отв1П_отв1= 10^-5280,5132,4= 1,001(кг),(3.60)

G_отв2 = 10^-5l_отв2П_отв2= 10^-5280,512,55= 0.095 (кг).(3.61)

де П_отв1, П_отв2 – перерізи проводів, які приймаються рівними перерізу витків відповідних обмоток П₁ та П₂;

l_отв1, l_отв2 – довжина проводів відводів обмоток НН та ВН, яка для трикутника та зірки відповідно приймається рівною:

l_отв1 = 7,5l = 7,537,4=280,5(см), (3.62)

l_отв2 = 7,5l = 7,537,4=280,5 (см). (3.63)

Р_отв1 = К_^G_отв1 = 12,751,744²1,001= 4,72 (Вт), (3.64)

Р_отв2= К_^G_отв2 = 12,751,227²0.095 = 0,119 (Вт). (3.65)

Втрати в стінках бака, які виникають в них внаслідок полів розсіювання:

Р_б 10К_бS_н  100,012160 = 19,2 (Вт). (3.66)

В трансформаторах потужністю S_н  1000 кВА К_б = 0,012 .

Повні втрати короткого замикання:

Р_к = Р_эл1 + Р_эл2 + Р_отв1 + Р_отв2 + Р_б, (3.67)

Р_к = 1586,956+1088,318+4,72+0,119+19,2=2697,121 (Вт).

Дійсне відхилення втрат короткого замикання:

(3.68)

Ці втрати не повинні перевищувати задані більш ніж на 7,5%.