2.18 Индуктивные падения напряжения и сопротивления обмоток трансформатора
Индуктивные сопротивления обмоток МТ при частоте 50 Гц невелики и составляют 10÷15% от активного сопротивления, поэтому ими можно пренебречь. Однако при расчете на повышенную частоту (400 Гц) данные сопротивления по величине становятся сопоставимыми с активными сопротивлениями и во избежание существенных неточностей в расчете их необходимо учитывать.
Индуктивное сопротивление, Ом, пары обмоток – первичной 1 и вторичной 2, приведенной к первичной,
.
Индуктивные сопротивления, Ом:
– первичной обмотки 1 в паре w1 – w2
;
– вторичной обмотки 2, приведенной к первичной,
.
Индуктивное сопротивление, Ом, пары обмоток:
– первичной 1 и вторичной 3, приведенной к первичной,
Индуктивные сопротивления, Ом:
– первичной обмотки 1 в паре w1 – w3
,
– вторичной обмотки 3, приведенной к первичной,
,
где ls = h – расчетная длина магнитной силовой линии потока рассеяния, см; ds12 и ds13 – приведенная ширина канала потока рассеяния, см, которая зависит от расположения первичной обмотки по отношению к вторичным обмоткам (рис. 13).
Рис. 13. К определению индуктивных сопротивлений трансформатора
При расположении первичной обмотки между вторичными (см. рис. 13,а)
;
.
где d1, d2, d3 – толщины обмоток, см; d 23, d 12, d13 – толщины межобмоточной изоляции, см; lW1, lW2, lW3 – средние длины витков соответствующих обмоток, см; ls – длина пути силовых линий рассеяния, см.
Относительные индуктивные падения напряжений в обмотках,%, находят по формулам:
– в первичной 1
;
;
– во вторичной 2
;
– во вторичной 3
.
2.19 Полные сопротивления и напряжения короткого замыкания. Изменение напряжения при нагрузке
Полные сопротивления пар обмоток трехобмоточного трансформатора, Ом,
,
.
Напряжения короткого замыкания пар обмоток, %,
,
.
Изменение напряжения, %, для пар обмоток трехобмоточного трансформатора при номинальной нагрузке определяют по формуле, причем u1a, u2a, u1s(12), и u2s подставляют в процентах
Δu12 = u1acosj1 + u2acosj2 + u1s(12)sinj1 + u2s sinj2 = 27.28+8.948*0.9+6.82*0.32+1.52*0.32=196.7716;
Δu13 = u1acosj1 + u3acosj3 + u1s(13)sinj1 + u3s sinj3 = 27.28*0.9+30.55*1+6.35*0.32+0=57.134,
где cosj1, cosj2, cosj3 – коэффициенты мощности для нагрузок соответствующих обмоток трансформатора.
Формулы для напряжения на зажимах вторичных обмоток при номинальной нагрузке имеют вид
;
.
Если напряжения вторичных обмоток отличаются от заданного более чем на ±5%, следует пропорционально числу вольт на виток (Ев) изменить число витков вторичных обмоток.
2.20 Проверка трансформатора на нагревание
Отдача тепла в окружающее пространство с открытых частей обмоток и магнитопровода МТ составляет в среднем 15×10-4 Вт/см2 при превышении температуры открытой поверхности трансформатора над температурой окружающей среды на 1°С. Так как между магнитопроводом и обмотками имеется достаточный тепловой обмен, то превышение температуры наиболее нагретой части обмотки над температурой окружающей среды, °С (которое обычно лимитирует мощность трансформатора), можно определить по формуле
,
где Qобм – площадь открытой поверхности обмоток трансформатора, см2; Qсер – площадь открытой поверхности сердечника трансформатора, см2; Δqº – перепад температуры от внутренних слоев обмоток к наружным, который для пропитанных лаком обмоток приближенно может быть принят в пределах 10÷15 °С.
Значение площади открытой поверхности сердечника однофазного МТ:
– для броневого пластинчатого типа
,
где lя = с + a + hя =25+25+12.5=100;
Размеры a, в, c, h, hя даны в см, и указаны на рис. 1. Значение открытой поверхности прямоугольной катушки при порядке расположения обмоток 2 – 1 – 3
;
Превышение суммы температуры q и температуры окружающей среды θ0 не должно быть больше допустимого для МТ значения в соответствии с выбранным при расчете классом изоляции по нагревостойкости, т. е. q + q0 £ qдоп, где q0 задана в исходных данных. Для класса изоляции А qдоп = 105 ºС.