Расчет параметров короткого замыкания

Расчет потерь короткого замыкания

Основные потери обмотки НН согласно (7.3):

P_ОСН1 = 2, 4·10^-12·J₁²·G^'_О1=2, 4·10^-12·3, 39²·10¹²·254, 6=7022, 1 Вт

Основные потери обмотки ВН:

P_ОСН2 = 2, 4·10^-12·J₂²·G^'_О2=2, 4·10^-12·3, 46²·10¹²·364, 8=10481, 3 Вт

Добавочные потери в обмотке НН (7.14):

k_Д1=1+0, 095·10⁸·β ²·a⁴·n²=1+0, 095·10⁸·0, 268·4, 5⁴·10^-12·6²=1, 038;

(Предварительно принимаем k_Р=0, 95).

Добавочные потери в обмотке ВН (7.14):

k_Д2=1+0, 095·10⁸·0, 25·1, 4⁴·10^-12·22²=1, 005;

Длина отводов обмотки определяется приближенно (7.21):

l_ОТВ=7, 5·l=7, 5·0, 66=4, 95 м

Масса отводов НН:

G_ОТВ1=l_ОТВ·П_ОТВ·γ =4, 95·394, 7·10^-6·8900=17, 39 кг

Потери в отводах НН:

P_ОТВ1=2, 4·10^-12·J₁²·G_ОТВ1=2, 4·10^-12·3, 39²·10¹²·17, 39=479, 6 Вт

Масса в отводов ВН:

G_ОТВ2=4, 95·7, 625·10^-6·8900=0, 336 кг

Потери в отводах ВН:

P_ОТВ2=2, 4·10^-12·3, 46²·10¹²·0, 336=9, 7≈ 10 Вт

Потери в стенках бака и других элементах конструкции до выяснения размеров бака определяем приближенно, согласно (7.25) и таблицы 7.1:

P_б=10·k·S=10·0, 03·1600=480 Вт.

Полные потери короткого замыкания:

P'_К=P_ОСН1·k_Д1+P_ОСН2·k_Д2+P_ОТВ1+P_ОТВ2+P_б=

=7022, 1·1, 038+10481, 3·1, 005+479, 6+10+480=18792 Вт

Потери короткого замыкания для номинального напряжения обмотки ВН:

P_К= P'_К -0, 05P_ОСН2·k_Д2=18792-0, 05·10481, 3·1, 005=18265 Вт,

или заданного значения.

Расчет напряжение короткого замыкания

Активная составляющая напряжения короткого замыкания (7.28):

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, согласно (7.32)-(7.35), имеет вид:

,

где: ,

d₁₂= +a₁₂=0, 35+0, 027=0, 377 м (рисунок 3, 5);

где: а₁-радиальный размер обмотки НН;

а₂- радиальный размер обмотки ВН.

;

;

Учитывая рекомендации разделов 7.2, 7.3, согласно рисунка 3.1(м) по формуле (7.35) определяем k_q:

Предварительно: l_х=h_кр+4∙ b^'+4∙ h_к=0, 012+4∙ 0, 0061+4∙ 0, 0045=0, 055 м

где: ,

окончательно:

Рисунок 3.1- Определение зоны разрыва в обмотке ВН

Тогда u_p определяем:

Напряжение короткого замыкания (7.37):

или заданного значения.

Расчет механических сил в обмотках и нагрев обмоток при коротком замыкании

Установившийся ток короткого замыкания в обмотке ВН определяем по формуле (7.38), с учетом таблицы 7.2:

Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания (7.39):

При по таблице 7.3 определяем k_м =2, 25.

Радиальная сила определяется (7.43):

F_Р=0, 628(i_кmax·w_Н2)²·β ·k_Р·10^-6=0, 628·(850, 5·1215)²·1, 7945·0, 95·10^-6=

=1143215 Н.

Среднее сжимающее напряжение в проводе обмотки НН по (7.48) и (7.49):

, что составляет

Напряжения на разрыв в наружной обмотке ВН имеет гарантированный запас и может не рассчитываться в трансформаторах мощностью до 6300 кВ∙ А.

В качестве примера приводится расчет среднего растягивающего напряжения в проводах обмотки ВН по (7.48) и (7.49):

т.е. 33 % допустимого значения 60 МПа.

Осевая сила, являющаяся суммой элементарных осевых сил, приложенных к отдельным проводникам обмотки, согласно рисунка 7.11, определяем по формулам (7.43), (7.45):

По формуле (7.47) определяем дополнительную осевую силу:

где l_X=12+8∙ 6, 1+8∙ 4, 5=96, 8 мм (рисунок 3.1); m=4 согласно расположения обмоток (рисунок 7.11в); после установления размеров бака l''=0, 250 м. Распределение осевых сил показано на рисунке 3.2(м).

Максимальные сжимающие силы в обмотках:

F_СЖ1=F'_ОС+F''_ОС= 44170+116728=160898 Н;

F_СЖ2=F''_ОС-F'_ОС= 116728-44170=72558 Н;

Наибольшая сжимающая сила наблюдается в середине обмотки НН, где F_СЖ = 160898 Н.

Температура обмотки через t_К = 5 с после возникновения короткого замыкания по (7.54):

 

 

Расчет магнитной системы

Определение размеров магнитной системы и массы стали

Принята конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной системы (рисунки 4.1(м), 4.2(м)), собираемой из пластин толщиной 0, 35 мм холоднокатаной текстурованной стали марки 3404.

	Рисунок 4.1 - Сечение стержня, масштаб 1: 2

 

		Рисунок 4.2 - Основные размеры магнитной системы, масштаб 1: 10

Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по таблице 8.3 для стержня диаметром 0, 26 м без прессующей пластиной. Число ступеней в сечении стержня 8, в сечении ярма 6.

Таблица 4.1-Размеры пакетов в сечении стержня и ярма

№ пакета	Стержень, мм	Ярмо (в половине поперечного сечения), мм
	250× 35	250× 35
	230× 25	230× 25
	215× 13	215× 13
	195× 13	195× 13
	175× 10	175× 10
	155× 8	155× 23
	120× 9	-
	105× 6

Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма) 0, 238 м.

Площадь ступенчатой фигуры сечения стержня определяем по таблице 8.7: площадь сечения стержня-П_Ф.С=490, 6 см²=0, 0044906 м², площадь сечения ярма-П_Ф.Я=507, 1 см²=0, 05071 м².

Объем угла магнитной системы:

V_У = 10746 см³ = 0, 010746 м³.

Активное сечение стержня:

П_C=k_З·П_Ф.С=0, 97·0, 04906=0, 04759 м²;

активное сечение ярма:

П_Я=k_З·П_Ф.Я=0, 97·0, 05071=0, 04919 м².

Объем стали угла магнитной системы:

V_У.СТ=k_З·V_У=0, 97·0, 010746=0, 010424 м³.

Длина стержня:

l_С=0, 66+2·0, 075=0, 81 м.

Расстояние между осями стержней:

С=D''₂+a₂₂=0, 488+0, 032=0, 52 м.

Массы стали в стержнях и ярмах магнитной системы рассчитываются по (8.6), (8.8) - (8.13).

Масса стали угла магнитной системы:

G_У=0, 010424·7650=79, 7 кг.

Масса стали ярм:

G_Я=G'_Я+G''_Я=2·П_Я·2·C·γ _СТ+2·G_У=

=2·0, 04919·2·0, 52·7650+2·79, 7=782, 7+159, 4=942 кг.

Масса стали стержней:

G_С=G'_С+G''_С=884, 7+34=918, 7 кг,

где G'_С=3·l_С·П_С·γ _СТ=3·0, 81·0, 04759·7650=884, 7 кг;

G''_С=3(П_С·a_1Я·γ _СТ-G_У)=3(0, 04759·0, 25·7650-79, 7)=34 кг.

Общая масса стали:

G_СТ=943, 5+918, 7=1862, 2 кг.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: