Силовой двухобмоточный трансформатор (стр. 4 из 7)

75

55

4 5 3

Расчёт токов короткого замыкания.

Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называются потери, возникающие в трансформаторе при номинальной частоте и установленной в одной из обмоток тока, соответствующего его номинальной мощности при замкнутой накоротко второй обмотки.

Потери короткого замыкания согласно параграфу 7.1 (Л-1):

Основные потери в обмотках по параграфу 7.3, при t = 75 ° C.

Обмотка НН:

Р _осн.1 = 2,4 ´ 10 ^-12´ J ₁²´ G _об.1 = 2,4 ´ 10 ^-12´ 3,62 ²´ 281,5 = 8853,3 Вт

Обмотка ВН:

Р _осн.2 = 2,4 ´ 10 ^-12´ J ₂²´ G _об.2 = 2,4 ´ 10 ^-12´ 3,68 ²´ 351,5 = 11424,4 Вт

Принимаем k _р = 0,95

Добавочные потери в обмотке НН: k _Д1 = 1,038

Добавочные потери в обмотке ВН: k _Д2 = 1.005

Основные потери в отводах рассчитываются следующим образом:

Длина отводов определяется приближённо по (7,21) (Л-1):

l_отв= 7.5 ´ l = 7.5 ´ 0.82 = 6.15 м

Масса отводов НН: (при плотности меди отводов g = 8900 кг/м ³)

G _отв.1 = l_отв.´ П _отв.1´ g = 6,15 ´ 333,6 ´ 10 ^-6´ 8900 = 18,26 Вт

Потери в отводах НН: (при k = 2,4 ´ 10 ^-12)

Р _отв.1 = k ´ J ₁²´ G _отв.1 = 2,4 ´ 10 ^-12´ 3,62 ²´ 10 ¹²´ 18,26 = 574,3 Вт

Масса отводов ВН: (при плотности меди отводов g = 8900 кг/м ³)

G _отв.2 = l_отв.´ П _отв.2´ g = 6,15 ´ 11,2 ´ 10 ^-6´ 8900 = 0,613 Вт

Потери в отводах НН: (при k = 2,4 ´ 10 ^-12)

Р _отв.2 = k ´ J ₂²´ G _отв.2 = 2,4 ´ 10 ^-12´ 3,68 ²´ 10 ¹²´ 0,613 = 19,92 »19 Вт

Потери в стенках бака и других элементах конструкции до выяснения размеров бака определяем приближённо, по (7,25) и табл. 7,1 (Л-1):

Р _б = 10kS = 10 ´ 0,03 ´ 2500 = 750 Вт

Полные потери короткого замыкания:

Р _к = Р _осн.1´ k _Д1 + Р _осн.1´ k _Д1 + Р _отв.1 + Р _отв.2 + Р _б =

=8853,3 ´ 1,038 + 11424,4 ´ 1,005 + 574,3 + 19 + 750 = 22014,5 Вт

Для номинального напряжения обмотки ВН:

Р _к = 22014,5 – 0,05 ´ 11481,522 = 21440 Вт

или

= 82,5 %

Напряжение короткого замыкания рассчитывается согласно параграфу 7,2 (Л-1):

Активная составляющая:

u _а =

= = 0,8576 %

Реактивная составляющая:

u _р =

где: f = 50 Гц

S`= 833.3 кВА

b = 2,83

а _р = а ₁₂ +

=0,0426

k _p = 0.95

k _q = 1.031

u _p =

´ 10 ^-1 = 5.93 %

Напряжение короткого замыкания:

u _к =

= 5.99 %

или 5,99 ´ 100/6,5 = 92,15 % заданного значения.

Установившийся ток короткого замыкания на обмотке ВН по (7,38) и табл. 7,2 (Л-1):

I _к.у. =

= 687,34 А

Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания:

i_к.max = 1,41k _max ´ I _к.у. = 2,32 ´ 687,34 = 1594,63 А

при

=6,9,

по табл. 7,3 (Л-1): k _max´

=2.32

Радиальная сила по (7,43) (Л-1):

F _p = 0.628 ´ ( i _к.max ´ w) ²´ b ´ k _p´ 10 ^-6 = 0.628 ´ (1594.63 ´ 790) ²´ 2.83 ´ 0.95 ´ ´ 10 ^-6 = 267 944 Н

Температура обмотки через t _к = 5 сек. после возникновения короткого замыкания по (7,54) (Л-1):

Q =

+ Q _н = + 90 = ´ 90 =

= 209,13° С

Расчёт магнитной системы трансформатора.

Определение размеров магнитной системы и массы стали по параграфу 8,1.

Принята конструкция трёхфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3404,0,35 мм по рис 4. Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по табл. 8.4 (Л-1), для стержня диаметром ,0320 м без прессующих пластин. Число ступеней в сечении стержня 9, в сечении ярма 7.

Размеры пакетов в сечении стержня и ярма по табл. 8.4

№ пакета	Стержень, мм	Ярмо (в половине поперечного сечени), мм
1	310 ´ 40	310 ´ 40
2	295 ´ 22	295 ´ 22
3	270 ´ 24	270 ´ 24
4	25014	25014
5	230 ´ 11	230 ´ 11
6	215 ´ 7	215 ´ 7
7	195 ´ 8	195 ´ 8
8	155 ´ 12	–
9	135 ´ 5	–

Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма): 0,286 м.

По табл. 8.7 (Л-1)

Площадь ступенчатой фигуры сечения стержня: П _ф.с = 746,2 см ² = 0,07462 м ²;

Площадь ступенчатой фигуры сечения ярма: П _ф.я = 762,4 см ² = 0,07624 м ²;

Объём угла магнитной системы: V _у = 20 144 см ³ = 0,020144 м ³

Активное сечение стержня:

П _с = k _з´ П _ф.с = 0,97 ´ 0,07462 = 0,07238 м ²

Рис. 4 215