4.2. Расчет напряжения короткого замыкания

После расчета полных потерь короткого замыкания уточняют напряжение короткого замыкания. Согласно ГОСТ 11677-85 отклонение напряжения короткого замыкания при расчете трансформатора допускается не более чем на 5% от заданного значения.

Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

;

где - рассчитанные потери короткого замыкания;- номинальная мощность трансформатора.

Средний диаметр канала между обмотками:

;

Ширина приведенного канала рассеяния:

;

Коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеального вследствие конечной высоты обмоток:

;

где коэффициент

;

где - длина обмоток.

Расчетный размер , определяющий различие по высоте обмоток НН и ВН (рис. 4.2), зависит от типа обмотки ВН и схемы регулирования напряжения. При вычисленииследует считать, что трансформатор работает на средней ступени регулирования напряжения ВН, когда через 2w_P витков обмотки не проходит ток нагрузки.

Рисунок 4.2 – Поле рассеяния двух обмоток.

В многослойной цилиндрической обмотке , так как регулировочные витки обычно размещены в наружном слое обмотке, по всей ее высоте.

Коэффициент, учитывающий взаимное расположение обмоток НН и ВН:

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:

Полное напряжение короткого замыкания:

Погрешность величины относительно заданного значения:

ВЫВОД. При расчете потерь короткого замыкания погрешность расчета не выходит за пределы установленные ГОСТ 11677-85. Погрешность расчета не превышает рекомендуемый предел ±5%.

Тепловое состояние спроектированных обмоток находится в пределах нормы. У обоих обмоток расчетные значения плотностей теплового потока не превышают предельно допустимого значения в 1200 Вт/м², значит обмотки спроектированы верно.

5. Окончательный расчет магнитной системы

5.1. Определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма.

Магнитная система собирается из пластин холоднокатаной анизотропной стали марки 3404 с толщиной листа 0,30мм, ГОСТ 21427.1-83.

Способ прессовки стержня – расклиниванием с обмоткой.

Сечение стержня состоит из 5 ступеней. В ярме четыре ступени, сечение ярма повторяет сечение стержня.

Площадь поперечного сечения стержня или ярма определяется суммированием площадей всех пакетов стали, соответствующего сечения, определяемых произведением размеров пакета .

Активное сечение стержня:

где - площадь сечения стержня, определяемая по [1] табл. 8.6;

Активное сечение ярма:

где - площадь сечения ярма, определяемая по [1] табл. 8.6.

Длина стержня трансформатора:

где - расстояние от обмотки до верхнего и нижнего ярма.

5.2. Определение массы стержней и ярм и массы стали.

Масса стали в стержнях и ярмах магнитной системы может определяться различными способами в зависимости от ее конструкции и принятой формы поперечного сечения ярма. При этом удобно ввести понятие массы угла магнитной системы. Углом магнитной системы называется ее часть, ограниченная объемом, образованным пересечением листов стержня.

Масса стали угла магнитной системы:

;

где - объем угла магнитной системы, определяемый по [1] табл. 8.6;

- плотность трансформаторной стали.

Масса стали двух ярм трехфазного трансформатора:

где - расстояние между осями стержней.

Масса стали стержней:

где - ширина первого пакета стали ярма, равная[1] табл. 8.3.

Полная масса магнитной системы трансформатора: