Расчет параметров короткого замыкания

 

5.1. Потери КЗ:

На низкой стороне:

 

P_оснНН=12,75·J_HH·G_HH=12,75·1,585·91,1=2920 Вт (при t⁰ обмоток 75⁰С);

 

На высокой стороне:

 

P_оснВН=12,75·J_ВH·G_ВH=12,75·1,602·133,5=4371 Вт.

 

5.2. Добавочные потери:

5.2.1. Добавочные коэффициенты:

На низкой стороне:

 

k_д=1+0,037·10^-4·β²·a⁴·n² – коэффициент добавочных потерь, где

β= ,

 

где b – осевой размер проводника,

l – осевой размер обмотки;

а – радиальный размер проводника;

n – число витков.

 

β= = =0,95

k_дНН=1+0,037·10^-4·β²·a⁴·n²=1+0,037·10^-4·0,95²·0,5⁴·46²=1,0004

 

На высокой стороне:

 

β= = =0,651,

 

где m – число проводников в радиальном направлении

 

k_дВН=1+0,037·10^-4·β²·a⁴·n²=1+0,037·10^-4·0,651²·2,0⁴·43²=1,008

 

5.2.2. Потери в отводах:

На низкой стороне:

Длина провода при соединении в звезду:

 

l_отв=7,5L_o=7,5·0,665=4,988м;

 

Масса отвода:

 

G_отвНН=l_отв·П_НН·γ_А=4,988·332,5·2700·10^-6=4,478 кг;

 

Потери:

P_отвНН=12,75·J_НH²·G_отвНН=12,75·1,585²·4,478=143,5 Вт.

 

На высокой стороне:

Длина провода при соединении в треугольник:

 

l_отв=14·L_o=14·0,665=9,31м;

 

Масса отвода:

 

G_отвВН=l_отв·П_ВН·γ_А=9,31·20,8·2700·10^-6=0,523 кг;

 

Потери:

 

P_отвВН=12,75·J_ВH²·G_отвВН=12,75·1,602²·0,523=17,1 Вт.

 

5.2.3. Потери в стенках бака:

 

P_бак=10·k·S=10·0,015·630=94,5 Вт , где k по табл.7.1 [1].

 

5.3. Полные потери.

 

P_k=P_оснНН·k_дНН+P_оснВН·k_дВН+P_отвНН+P_отвВН+P_бак= =2920·1,0004+4371·1,008+143,5+17,1+94,5=7581 Вт.

 

Для номинального напряжения:

 

P_k=7581 – 0,05·P_оснВН·k_дВН=7581 – 0,05·4371·1,008=7361 Вт;

=2,24% - отклонение от заданного значения.

5.4. Напряжение короткого замыкания.

Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

 

u_a= 1.168%;

k_p=1 – σ(1 – e^-1/σ) – коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеализированного;

σ= ;

k_p=1 – σ(1 – e^-1/σ)= 1 – 0,042(1 – e^-1/0,042)=0,958;

а_р=а₁₂+ = 0,009+ =0,035мм;

u_p^/= = =4,938%

k_q=1+ =1+ 1,001;

 

Реактивная часть напряжения КЗ:

 

u_p=k_q·u_p^/=1,001·4,828=4.943%

 

Напряжение КЗ:

u_k= = =5,079%

=1,6% - отклонение от заданного значения.

 

5.5. Определение механических сил в обмотках

Для трансформаторов мощностью менее 1,0 МВА действующее значение наибольшего установившегося тока КЗ:

 

I_куВН= 656,291 А;

k_max= – по таблице 7.3 [1], коэффициент учитывающий максимально возможную апериодическую составляющую тока КЗ;

i_kmax= =2,1·656,291=1378 А – ударный ток короткого замыкания;

 

Радиальная сила:

 

F_p=0,628·(i_kmax·W_BH)²·β·k_p·10^-6=0,628·(1378·727)²·1·0,958·10^-6=80420 Н;

 

Напряжение сжатия:

На низкой стороне:

 

σ_sHH = МПа;

 

На высокой стороне:

 

σ_sВH = МПа;

 от предельно допустимого значения 25МПа;

Осевые силы:

F^/_ос= Н;

F^//_ос= Н,

 

где l^// - расстояние от стержня до стенки бака;

m - по рисунку 7.11 [1];

 

Сжимающие силы:

По рисунку 7.11 [1]:

 

Рис.5. Сжимающие силы в обмотке ВН.

 

F_сжВН= F^/_ос - F^//_ос=20690 – 13230=7464 Н – на высокой стороне;

 

Рис.6. Сжимающие силы в обмотке НН.

F_сжНН= F^/_ос + F^//_ос=20690 + 13230=33920 Н – на низкой стороне;

σ_сжНН= МПа, где

 

 - средний диаметр обмотки НН;

а^/ - радиальный размер алюминиевых лент (суммарный);

Обмотки после сборки прессуются силой, близкой к 34кН.

5.6. Температура обмоток спустя 5с после возникновения КЗ:

 

Θ= = =156 ⁰С,

 

где J – средняя плотность тока.

Температура соответствует допустимой норме - 200⁰С.