3.4.2 Напруга короткого замикання.

Активна складова напруги короткого замикання:

u_a = P_К /(10S_н) = 2697,121 /10160 = 1,686 %. (3.69)

Середній діаметр двох обмоток:

d₁₂ = D₁ + a₁₂ = 17,69 + 0,9 = 18,59 (см). (3.70)

Канал розсіювання трансформатора:

a_р = a₁₂ + (a₁ + a₂)/3 , (3.71)

a_р = 0,9 + = 3,431 (см).

Коефіцієнт Роговського:

К_р  ,(3.72)

К_р  =0,928,

 = (a₁₂ + a₁ + a₂)/(l) , (3.73)

= .

ЕРС одного витка:

u_в = U_1фн10³ /w₁ = 0,23110³ /25 = 4,713 (В). (3.74)

Середня висота обмоток:

l = 0,5(l₁ + l₂) = 0,5(37,4+37,4) = 37,4 (см). (3.75)

Реактивна складова напруги короткого замикання:

, (3.76)

Коефіцієнт К_q в багатошаровій циліндричній обмотці рівний одиниці.

%.

Повна напруга короткого замикання:

%. (3.77)

Дійсне відхилення напруги короткого замикання:

, (3.78)

(При допустимому відхиленні від заданого значення 5%).

Напруга короткого замикання перевищує задану на 11%. Для її зменшення потрібно провести розрахунок при більшому значені Кs, тобто збільшити довжину обмотки. Але при цьому зростуть втрати холостого ходу, тому ми може прийняти таку похибку.

3.5 Механічні сили і напруги в обмотках

Механічні сили в обмотках виникають в результаті взаємодії струму з магнітним полем розсіювання. В загальному випадку на кожну обмотку діють три сили, що мають найбільші значення в режимі короткого замикання і пропорційні ударному струму короткого замикання .

Радіальна сила F_р, що викликається подовжньою складовою поля розсіювання і яка намагається стиснути внутрішню обмотку і розтягти зовнішню, визначається зі співвідношення:

F_p = 52,6, (3.79)

F_p = 52,6(Н).

Ударний коефіцієнт:

К_уд = . (3.80)

Осьова сила F_ос, яка утворюється поперечною складовою поля розсіювання і яка стискає обидві обмотки в осьовому напрямку:

F_ос1 =  _рF_p/(2l₁) = 3,4312000053,01/(234,4) = 9175,337 (Н), (3.81)

F_ос2 =  _рF_p/(2l₂) = 3,4312000053,01/(237,4) = 9175,337 (Н). (3.82)

Осьова сила F_ос що викликається появою додаткового поперечного поля через нерівномірний розподіл струму по висоті обмотки ВН при відключенні витків регулювання. Напрямок цієї сили в обмотці НН співпадає з F_ос, а в обмотці ВН вона діє їй на зустріч. Значення цієї сили визначається наступним чином:

F_ос1 = F_ос2 = l_xF_p /(4lК_p), (3.83)

Для багатошарової циліндричної обмотки відстань між крайніми котушками зі струмом при відключенні усіх витків регулювання l_x = 0.

F_ос1 = F_ос2 = 0 (Н). (3.84)

Сумарні стискаючі сили, які діють на обмотки:

F_сж1 = F_ос1 + F_ос1 = 9175,337 + 0 = 9175,337 (Н), (3.85)

F_сж2 = F_ос2 – F_ос2 =9175,337 – 0 = 9175,337 (Н). (3.86)

Для оцінки механічної міцності обмоток визначають напругу на розрив в проводі і напругу стиску в прокладках між котушковою ізоляцією обмоток.

Напруга на розрив у проводі обмоток:

_р1 = F_р /(2w₁П₁) =2000053 /(23,1449132,4) = 4,908 (МПа), (< 25) (3.87)

_р2 = F_р /(2w_2нП₂) = 2000053 /(23,1473512,55) = 3,452 (МПа). (< 25) (3.88)

В трансформаторах з алюмінієвими обмотками потужністю до 6300 кВА _р не повинна перевищувати 25 МПа.

Для двохшарової та багатошарової циліндричної обмоток осьові сили незначні і напруги стиску від них не виходять за допустимі межі.