Розрахунок силового трифазного двохобмоткового масляного трансформатора (стр. 4 из 10)

Маса металу обмотки

,

.

для ВН, кВ85

Відстань між обмотками сусідніх стержнів

, мм30

Канал між обмотками ВН й НН

, мм30

Товщина циліндра

, мм6

Виступ циліндра за висоту обмотки

, мм50

Відстань обмотки ВН до пресуючого кільця, мм

верхній

120

нижній

80

Товщина міжфазної перегородки

, мм3

Переріз витка обмотки ВН із алюмінієвого проводу.

9. Розрахунок втрат короткого замикання

9.1 Розрахунок параметрів короткого замикання

Втрати і напруга КЗ є важливими параметрами, значення і допуски на відхилення яких обмежуються стандартами, у відповідності з ГОСТ 11677-85 повні втрати КЗ при розрахунку трансформатора можуть відхилятися від заданого значення не більше «плюс 5%», а напруга КЗ – не більше «плюс-мінус 5%». В готовому трансформаторі допуски в 2 рази більше (враховуються можливі відхилення при виготовлення трансформатора). Такі жорсткі вимоги обумовленні істотним впливом цих параметрів на техніко-економічні показники трансформатора.

Рекомендації, послідовність і обсяг розрахунків по визначенню втрат і напруги КЗ викладені в [2,37.1 i 7.2 ], а приклад розрахунку [2,37.5]. Для більш повної інформації і прийняття ефективних заходів по виконанню вимог рекомендується повністю провести розрахунок втрат і напруги КЗ, якщо одна або обидві величини мають неприпустиме відхилення.

У тих випадках, коли відхилення розрахункових значень втрат Pkі напруги Uk перевищують допуски, в розрахунок потрібно внести корективи:

а) При перевищенні втрат КЗ допустимих величин треба зменшити щільність струму в обмотках ВН і НН. Треба відзначити, що обмотка ВН, як зовнішня завжди по обсягу і масі більше обмотки НН, тому її частка в сумарних втратах КЗ більша, в цьому випадку при великих щільностях струму в обмотці ВН і невеликих відхиленнях від допуску втрат КЗ виконання умов можна здійснити зменшивши щільність струму в обмотці ВН. Обов’язково при цьому оцінити вплив прийнятих заходів на величину Uk;

б) Якщо щільність струму в обмотках відповідає рекомендованим значення і змінювати її неможливо, то маса обмоток коректується зміною середнього діаметру їх в потрібному напрямі: зменшення його при потребі зменшити масу металу обмотки. Зміна середнього діаметру досягається зміною висоти обмотки: він зменшується при збільшенні висоти і збільшується при її зменшенні. Висота обмотки, виконана із проводу прямокутного перетину, може бути збільшена або зменшена зміною співвідношення розмірів сторін проводу таким чином, щоб розміри а1 і а2 змінились в потрібному напрямі;

в) при відхиленні Uk від заданої величини із урахуванням допуску коригування потрібно вести з урахуванням реактивної складової Uk , оскільки вона для силових трансформаторів складає більшу частину повного значення Uk.. Крім того, змінюючи реактивну складову, можна зберегти величину втрат КЗ, що має значення в тих випадках, коли відхилення втрат Рkлежить в межах допуску і потрібно відкоригувати тільки величину Uk;

г) невеликі зміни реактивної складової Ukможна отримати зміною ширини приведеного каналу розсіювання ар за рахунок зміни розміру а12 або висоти обмотки. Оскільки, звичайно відстань а12 на початку розсіюється в тих випадках, коли Uр потрібно збільшити на невелику величину, і тоді коли маса металу обмоток проектуємого трансформатора виявилась менше маси металу обмоток серійного трансформатора – прототипу, і є запас до допуску на втрати КЗ;

д) якщо для коригування величини Uр звертаються до зміни висоти обмотки, то цю зміну реалізують так, як і при коригуванні величини втрат КЗ. При цьому треба мати на увазі що зміна висоти призводить до зміни маси обмоток і, значить, величини втрат КЗ. Тому, перед тим як застосовувати такий спосіб корекції Uр , потрібно оцінити в якому напрямі зміниться при цьому величина втрат КЗ;

е) якщо розрахункове иk значно відрізняється від заданого, то відповідну зміну результату можна отримати змінного ЕРС витка. Для цього потрібно змінити величину індукції в стержні в напрямі, відповідаючи потрібній зміні иk, причому величина індукції не повинна виходити за границі рекомендованих. Крім того, можливий вибір нового діаметру стержня, якщо порушуються рекомендації по величині індукції в стержні. Запропоновані рекомендації потребують повного перерахунку обмоток НН і ВН.

Визначення втрат КЗ. Втрати КЗ складаються із:

а) електричних втрат (основних і додаткових) в обмотках НН і ВН;

б) електричних втрат в відводах обмоток;

в) втрати в стінках баку і інших металевих елементах конструкції трансформатора, викликаних полем розсіювання обмоток і відводів.

Повні втрати короткого замикання , Вт:

;

Основні втрати в обмотках,

кг/м3, мкОм м:

для НН:

.

для ВН:

.

Розрахунок основних втрат у відводах зводиться до визначення довжини відводу та маси металу в них:

для НН:

.

для ВН:

.

де

– маса металу проводів відводів

для НН:

.

для ВН:

.

де

– загальна довжина проводів відводів:

при зєднанні в зірку

.

в трикутник –

.

– густина металу відводів ( для алюмінію кг/м3).

Втрати в баку трансформатора на етапі розрахунку, коли розміри баку ще невідомі, обраховуються за формулою

заданого значення.

9.2 Розрахунок напруги короткого замикання

Активна складова напруги КЗ, %:

де

- у Вт, - в кВ*А.

Реактивна складова напруги КЗ, %:

При розрахунку втрат потрібно перерахувати коефіціент Роговського по формулі

,

де

;

де

– уточнене значення ширини приведеного каналу розсіювання:

, .

;

.

9.3 Перевірка обмоток на механічну міцність при короткому замиканні

Ця перевірка включає:

визначення найбільшого встановленого та найбільшого ударного струму короткого замикання.

Визначення механічних сил між обмотками та їх частинами;

Визначення механічних напруг в ізоляційних опорах, міжкатушкових конструкціях та в проводах обмоток.