3. 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.

3.1 Втрати короткого замикання

Маса металу обмоток, кг:

, (3.1)

(кг),

, (3.2)

(кг),

де  для алюмінію, 

Загальна маса металу обмоток, кг:

, (3.3)

(кг).

Основні електричні втрати в обмотках:

, (3.4)

(Вт),

, (3.5)

(Вт),

де К – коефіцієнт приведення ваги обмотки до її опору;

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:

, (3.6)

, (3.7)

для обмотки ВН з круглого проводу:

, (3.8)

(3.9)

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

a, b, d_пр – розміри прямокутного та круглого проводів, (мм);

К_р  0,95;

l – висота відповідної обмотки;

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

для двошарової циліндричної n = 2,

, (3.10)

;

для багатошарової циліндричної n = n_ш

, (3.11)

.

Для НН:

₁= 0,1 = 0,77

К_д1 = 1 + 1,730,77² 8⁴(2² – 0,2)10^-4 = 1,03

Для ВН:

₂= 0,1 = 0,79,

К_д2 = 1 + 0,80,79² 2,65⁴(9² – 0,2)10^-4 = 1,004

Повні електричні втрати в обмотках:

Р_ел1= К_д1Р_ел10, (3.10)

Р_ел1= 1,03847,3 = 872,7 (Вт),

Р_ел2= К_д2Р_ел20, (3.11)

Р_ел2= 1,004 1121,3 = 1125,7 (Вт).

Дійсні густини теплових потоків на поверхні охолодження обмоток:

q₁ = Р_ел1 /П₀₁, (3.12)

q₁ = 872,7 /1,53= 570,39 (Вт/м²),

q₂ = Р_ел2 /П₀₂ , (3.13)

q₂ = 1125,7 /1,94= 580,25 (Вт/м²).

Електричні втрати у відводах , Вт:

Р_відв1 = К_^G_відв1, (3.14)

Р_відв2= К_^G_відв2, (3.15)

де G_відв – маса металу відводів:

G_відв1 = 10^-5l_відв1П_відв1К_, (3.16)

G_відв1 = 10^-5262,0874,18,47 /3,14 = 0,52 (кг),

G_відв2 = 10^-5l_відв2П_відв2К_, (3.17)

G_відв2 = 10^-5270,565,5158,47/3,14 = 0,04 (кг),

де l_відв1 – довжина проводів відводів обмотки НН, для зірки приймається рівною:

l_відв1 = 7,5l = 7,534,945= 262.08 (см).

l_відв2 – довжина проводів відводів обмотки ВН, яка для зірки:

l_відв2 = 7,5l = 7,536,075= 270,56 (см).

П_відв1, П_відв2 – перерізи проводів, які приймаються рівними перерізу витків відповідних обмоток П₁ та П₂, (мм²).

Р_відв1 = К_^G_відв1, (3.18)

Р_відв1 = 12,751,947²0,52= 24,6(Вт),

Р_відв2= К_^G_відв2, (3.19)

Р_відв2 = 12,751,7407²0,04= 1,5 (Вт).

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

Р_б 10К_бS_н, (3.20)

Р_б  100,012100 = 12 (Вт),

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

Повні втрати короткого замикання:

Р_к = Р_ел1 + Р_ел2 + Р_відв1 + Р_відв2 + Р_б, (3.21)

Р_к = 872,7+ 1125,7+ 24,6+ 1,5+ 12= 2036,5(Вт).

Дійсне відхилення втрат короткого замикання:

, (3.22)

.

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