Пространственной магнитной системе:1 - по пакетам стержня;2 - по кольцевым пакетам (слоям) ярма.

Согласно ГОСТ 11677-85 для потерь холостого хода в готовом трансформаторе установлен допуск +15 %. Таким образом, в расчете следует выдерживать потери холостого хода в пределах нормы соответствующего ГОСТ плюс 7,5 %.

Пространственная магнитная система по рис. 2.6,а, имеет свои особенности в распределении магнитного потока в стержнях и ярмах, которые должны учитываться при расчете потерь и тока холостого хода. Вследствие того, что ярмо этой системы имеет прямоугольную форму поперечного сечения при многоступенчатом сечении стержня, а также вследствие необычного стыкования торцовых поверхностей прямоугольных пакетов стержня с разными кольцевыми пакетами (слоями) ярма (рис. 8.5), возникает неравномерное распределение индукции по сечению стержня и ярма (рис. 8.10). Возникающие при этом добавочные потери, как показали исследования, могут быть учтены при расчете потерь путем умножения потерь в стержнях на k_п,н,с=1,04 и потерь в ярмах на k_п,н,я = 1,26.

При соединении первичной обмотки (обмотки ВН) в звезду без нулевого провода 3-я гармоническая тока холостого хода не может протекать в первичной обмотке, что приводит к появлению 3-й гармонической магнитного потока в магнитной системе.

Рис. 8.11. Форма кривой магнитного потока в ярме

Пространственной магнитной системы (1-я и 3-я гармонические, результирующая кривая)

Эта составляющая магнитного потока вытесняется из параллельно соединенных стержней в кольцевые ярма, где ее начальная фаза совпадает с начальной фазой 1-й гармонической. В результате максимальное значение магнитного потока и индукции в ярмах уменьшается в 1,14 раза (рис. 8.11), что приводит к уменьшению удельных потерь в стали ярм ря и при расчете учитывается уменьшением индукции в ярмах.

Индукция в стержнях в этом случае рассчитывается по (8.28). Первая гармоническая индукции в прямых участках ярм может быть найдена по

(8.34)

Максимальная индукция в прямых участках ярм с учетом 3-й гармонической В_яз определяется как

(8.35)

Расчетная индукция в углах магнитной системы В_у находится с учетом индукции стержней и прямых участков ярм

(8.36)

Появление 3-й гармонической магнитного потока в ярмах приводит также к искажению формы кривой Ф=f(t), увеличению удельных потерь в стали и общих потерь в ярмах. Это увеличение потерь учитывается путем введения коэффициента k_п,и к потерям в ярмах, который для пространственных магнитных систем по рис. 2.6 можно принять k_п,и = 1,33.

Изготовление ярм путем навивки из холоднокатаной ленты связано с механическими воздействиями на материал и существенными остаточными деформациями ленты, что приводит к значительному ухудшению ее магнитных свойств. Поэтому восстановительный отжиг навитых ярм в печах длительного действия является совершенно необходимым. При отсутствии отжига навитых ярм следует считаться с возможным увеличением потерь до двукратных и с существенно большим увеличением тока холостого хода. Пластины стержней должны подвергаться отжигу в проходных рольганговых печах.

При расчете потерь холостого хода следует учитывать также технологический фактор, т. е. увеличение потерь вследствие механических воздействий на пластины стали после отжига при сборке остова и всего трансформатора, несовершенство восстановительного отжига и т. д. Этот фактор может быть учтен путем введения коэффициента k_п,т, зависящего от разных причин, и в том числе от уровня культуры производства того или иного завода. Этот коэффициент может быть принят k_п,т = 1,0б.

С учетом сделанных замечаний формула для расчета потерь холостого хода в пространственной магнитной системе может быть представлена в виде

(8.37)

Удельные потери в стали стержней, прямых участков ярм и углов магнитной системы р_с, р_я и р_у определяются по табл. 8.10 для стали соответствующей марки по индукциям В_с, В_я и В_у. Коэффициент k"_n,y выбирается по табл. 8.1 1 для той же стали при прямом стыке.

При проведении предварительного расчета по обобщенному методу гл. 3 можно использовать формулу (8.37) в преобразованном виде

(8.38)

где коэффициенты k'_c, k'_я, k'_у, рассчитанные по (8.37) для стали 3404, индукции в стержне В_с от 1,5 до 1,65 Тл и для 1-й гармонической индукции в прямых участках ярм В_я= (1,0÷0,9)В_с, могут быть взяты из табл. 8.15. Для других сталей эти коэффициенты могут быть подсчитаны на основании (8.37). В коэффициенты k'_c, k'_я, k'_у, в табл. 8.15 включены соответственно удельные потери р_с, р_я, р_у.

Таблица 8.15. Значения коэффициента k'_c, k'_яи k'_ув (8.38) для пространственной магнитной системы. Сталь марки 3404.

Коэффициенты		Индукция в стержне Вс, Тл
k'c		1,5	1,55	1,6	1,65
		1,21	1,32	1,45	1,61
k'я	Вя1=Вс	1,43	1,55	1,68	1,81
	Вя1=0,95Вс	1,27	1,37	1,48	1,59
	Вя1=0,9Вс	1,04	1,16	1,29	1,41
k'у	Вя1=Вс	5,65	6,08	6,60	7,05
Вя1=0,95Вс	5,70	6,12	6,82	7,27
Вя1=0,9Вс	5,78	6,35	7,05	7,60

При расчете потерь холостого хода в пространственной магнитной системе по рис. 2.6, б, состоящей из трех навитых колец, следует учитывать, что при расчетной индукции в стержне В_с 1-я гармоническая индукция в отдельных кольцах В_к1 в 2√3= 1,15 раза больше (см. § 2.1), т. е. B_к1=1,15 В_с. При этом в каждом из навитых колец возникает гармоническая магнитного потока по рис 8.12 и максимальное значение индукции уменьшается в 1,14 раза. Таким образом, максимальную индукцию, определяющую удельные потери в стали, в такой магнитной системе можно принять равной расчетной индукции В_к=В_с.

Искажение формы кривой магнитного потока и индукции в этом случае можно учесть введением коэффициента k_п,и=1,33.

Для учета технологического фактора можно ввести коэффициент k_п,т = 1,06.

Поскольку в рассматриваемой магнитной системе понятие угла не имеет места и однородность каждого кольца при расчете потерь позволяет не разделять его на стержни и ярма, формула для расчета потерь в окончательном и предварительном расчете получает вид

(8.39)

где масса стали магнитной системы G_ст определяется по (8.26).