4. Расчет параметров короткого замыкания

4.1. Определение массы обмоток Масса металла обмоток, кг,

, (4.1)

где – средний диаметр витка, равный полусумме внутреннего и наруж-ного диаметров обмотки, мм;

– полное число витков обмотки (в том числе регулировочные витки на стороне ВН);

– уточненное сечение витка соответствующей обмотки, мм²;

– плотность металла обмотки (у меди = 8900 кг/м³; у алюминия = 2700 кг/м³);

– номер обмотки (1 – НН, 2 – ВН).

Для обмотки ВН необходимо определить также массу металла при работе трансформатора на средней ступени регулирования, которая потребуется позднее для расчета потерь короткого замыкания (к. з.).

Масса проводов обмоток с учетом изоляции увеличивается ориенти­ровочно на 3 % для прямоугольных и на 2 % для круглых проводов при нор­мальной толщине изоляции.

4.2. Расчет потерь короткого замыкания

Основные потери в обмотках находятся по формуле, Вт:

, (4.2)

где – уточненная плотность тока в соответствующей обмотке, А/мм²;

– коэффициент, учитывающий удельное сопротивление и плотность

металла обмоток, при расчетной температуре 75^оС следует принять = 2,4 для меди и = 12,75 для алюминия.

При расчете потерь в обмотке ВН за расчетную принимается масса металла при работе на средней ступени регулирования. Расчетной температурой по ГОСТ 11677-75 при термостойкости изоляции класса А является 75^оС.

Добавочные потери в обмотках учитываются коэффициентом добавочных потерь:

для прямоугольного провода –

, (4.3)

для круглого провода –

, (4.4)

где – размер неизолированного провода в радиальном направле­нии, мм;

– то же в осевом направлении, мм;

– диаметр круглого неизолированного провода, мм;

– число проводников в радиальном направлении;

– число проводников в осевом направлении (по высоте);

– коэффициенты,

(4.5)

(4.6)

При намотке "на ребро" размеры и в формулах (4.3) и (4.4) меняются местами.

Значения коэффициента α в формуле (4.3) или (4.4) следует принять: для прямоугольного медного провода – 95, алюминиевого – 37; для круглого провода – соответственно 44 и 17.

Число проводников в осевом и радиальном направлении определяется типом обмотки и конструкцией витка. Для описанных выше обмоток эти величины могут быть определены по табл. 4.1.

Т а б л и ц а 4.1

Число проводников в осевом и радиальном направлениях

Тип обмотки	M	n
Однослойная из прямоугольного провода	nвwсл	1
Двухслойная из прямоугольного провода	nвwсл	2
Винтовая одноходовая	w
Винтовая двухходовая	2w	0,5 nb
Катушечная	nкат	nвwкат
Многослойная из круглого провода	nвwсл	nсл

Коэффициент добавочных потерь может достигать значений 1,1 – 1,15 при намотке "на ребро", а при намотке "плашмя" он обычно меньше 1,1.

Для расчета потерь в отводах сечение отвода принимается равным сечению витка, длина отвода при соединении обмоток в «звезду» ; в «треугольник» – где – высота соответствующей обмотки. В этом случае масса металла отводов, кг,

. (4.7)

Поскольку размеры бака еще неизвестны, потери в стенках бака можно приблизительно определить по эмпирической зависимости, Вт:

. (4.8)

Полные потери к. з. будут равны сумме найденных выше потерь, Вт:

(4.9)

Полные потери к. з. по формуле (4.9) не должны отличаться от заданных более чем на 15 %. Косвенным контролем правильности расчетов может служить соотношение массы металла обмоток НН и ВН, следовательно, основные потери в них близки друг другу.