-
Расчет потерь в стали
Масса двух стержней:
кг.
(23.1)
Масса стали ярм:
кг.
(23.2)
Масса стали угла:
кг.
(23.3)
Предполагаем,
что сердечник трансформатора шихтуется
слоями в две пластины при косой форме
стыков пластин. После резки стали
пластины отжигаются (
),
заусенцы удаляются (
).
Удельные
потери в стали при индукции
Тл
[1]:
Вт/м2.
Индукция в зоне шихтованного стыка:
Тл,
(23.4)
откуда
удельные потери в зоне стыка
Вт/м2
[1].
Коэффициент,
учитывающий увеличение потерь в углах
магнитной системы,
[1].
Площадь зазора (стыка):
м2.
(23.5)
Потери в стали (потери холостого хода):
(23.6)
-
Определение тока холостого хода
Активная составляющая тока холостого хода:
А.
(24.1)
Полная
удельная намагничивающая мощность при
Тл
[1]:
ВА/кг.
Коэффициент,
учитывающий увеличение намагничивающей
мощности в углах магнитной системы
[1].
Коэффициент,
учитывающий влияние резки полосы рулона
на пластины, для отожженной стали
.
Коэффициент,
учитывающий влияние заусенцев для
отожженных пластин
.
Удельная
намагничивающая мощность для зазоров
ВА/м2
[1].
Полная
намагничивающая мощность трансформатора
с шихтованным магнитопроводом:
(24.2)
Полный ток холостого хода:
А.
(24.3)
Реактивная составляющая тока холостого хода:
А.
(24.4)
Первичный ток в номинальном режиме:
А.
(24.5)
Полученное значение первичного тока не превосходит предварительное (86,27 А).
Относительное значение тока холостого хода составляет:
.
(24.6)
-
Проверка трансформатора по допустимой температуре
Потери мощности в катушках обмоток в режимах номинального и максимального токов.
Потери в катушке первичной обмотки при номинальном токе:
Вт.
(25.1)
Максимальный ток первичной обмотки:
А.
(25.2)
Потери в катушке первичной обмотки при максимальном токе:
Вт.
(25.3)
Потери в катушке основной вторичной обмотки соответственно в режимах номинального и максимального токов:
Вт;
Вт.
(25.4)
Потери в катушке дополнительной вторичной обмотки соответственно в режимах номинального и максимального токов:
Вт;
Вт.
(25.5)
Катушки
выполняются без каркасов, с изолирующими
вставками. Между торцами катушек
первичной и дополнительной вторичной
обмоток имеются вставки с размерами
мм.
В наилучших условиях охлаждения находятся внешние поверхности катушек, а также открытые торцевые поверхности катушек основной и дополнительной обмоток за вычетом частей, закрытых магнитопроводом. Теплоотдача с этих поверхностей идет как излучением, так и конвекцией. В худших условиях охлаждения находятся поверхности катушки первичной обмотки в зоне вентиляционных каналов, а также закрытые торцевые поверхности катушек. Теплоотдача с этих поверхностей идет только за счет конвекции.
Принимаем
в расчетах
Вт/(град.*м2)
и
Вт/(град.*м2).
-
количество изолирующих вставок
мм
в вентиляционных каналах.
-
количество изолирующих вставок между
торцами катушек первичной и дополнительной
вторичной обмоток.
ºС
– перепад температуры между наиболее
нагретой точкой и средним значением.
Расчет установившегося превышения температуры произведем для каждой катушки трансформатора.
Катушка первичной обмотки:
Внешняя поверхность катушки первичной обмотки за вычетом частей, закрытых магнитопроводом:
м2.
(25.6)
Площадь торцевой поверхности катушки первичной обмотки со стороны шунта за вычетом частей, закрытых магнитопроводом:
м2.
(25.7)
Площадь торцевой поверхности катушки первичной обмотки со стороны дополнительной катушки вторичной обмотки за вычетом частей, закрытых магнитопроводом и площади изолирующих вставок:
м2.
(25.8)
Площадь поверхностей катушки первичной обмотки, которые находятся в вентиляционном канале за вычетом площади изолирующих вставок:
(25.9)
Суммарная
теплоотдача со всех поверхностей катушки
первичной обмотки:
(25.10)
Максимальное превышение температуры нагрева катушки первичной обмотки в режимах номинального и максимального токов:
ºС;
ºС.
(25.11)
Катушка основной вторичной обмотки:
Внешняя поверхность катушки за вычетом частей, закрытых магнитопроводом:
м2.
(25.12)
Площадь торцевой поверхности катушки за вычетом частей, закрытых магнитопроводом:
м2.
(25.13)
Площадь поверхностей катушки основной вторичной обмотки, которые находятся в вентиляционном канале за вычетом площади изолирующих вставок:
м2.
(25.14)
Суммарная
теплоотдача со всех поверхностей катушки
основной вторичной обмотки:
(25.15)
Максимальное превышение температуры нагрева катушки основной вторичной обмотки в режимах номинального и максимального токов:
ºС;
ºС.
(25.16)
Катушка дополнительной вторичной обмотки:
Внешняя поверхность катушки за вычетом частей, закрытых магнитопроводом:
м2.
(25.17)
Площадь торцевой поверхности катушки со стороны катушки первичной обмотки за вычетом частей, закрытых магнитопроводом и площади изолирующих вставок:
м2.
(25.18)
Площадь поверхностей катушки дополнительной вторичной обмотки, которые находятся в вентиляционном канале за вычетом площади изолирующих вставок:
м2.
(25.19)
Суммарная теплоотдача со всех поверхностей катушки дополнительной вторичной обмотки:
(25.20)
Максимальное превышение температуры нагрева катушки дополнительной вторичной обмотки в режимах номинального и максимального токов:
ºС;
ºС.
(25.21)
Из приведенных расчетов следует, что максимальные установившиеся превышения температуры имеют катушки основной вторичной обмотки. Проверяем для этих катушек допустимое значение продолжительности нагрузки в повторно-кратковременном режиме.
В номинальном режиме:
>
25%, (25.22)
где
ºС
– для класса изоляции Н [1].
Условие проверки на допустимую продолжительность нагрузки в номинальном режиме выполнено.
Определяем допустимую продолжительность нагрузки в режиме максимальных токов:
.
(25.23)
Пренебрегая сопротивлением электрода, определим допустимое время работы трансформатора при коротком замыкании.
Ток короткого замыкания:
А.
(25.24)
Плотность тока при коротком замыкании:
А/мм2
.
(25.25)
Допустимое время короткого замыкания:
.
(25.26)