Проектирование трансформатора силового ТМ-400/10-66У1
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
?анала между обмотками
Jср - среднеарифметическая плотность тока в обмотках, А/м2
В силовых трансформаторах общего назначения основные потери в обмотках составляют от 0,75 до 0,95 потерь короткого замыкания Рк.
Добавочные потери в обмотках
Добавочные потери от вихревых токов, вызванные собственным магнитным полем рассеяния обмоток, неодинаковы для отдельных проводников, различным образом расположенных в обмотке по отношению к полю рассеяния.
Наибольшие добавочные потери в двухобмоточном трансформаторе возникают в проводниках, находящихся в зоне наибольших индукций, т. е. в слое проводников, прилегающем к каналу между обмотками. Наименьшие потери возникают в слое, наиболее удаленном от соседней обмотки.
При расчете потерь короткого замыкания обычно рассчитывают средний коэффициент увеличения потерь для всей обмотки, если она имеет однородную структуру, или для отдельных ее частей, если они отличаются размерами или взаимным расположением проводников.
Средний коэффициент добавочных потерь для обмотки из прямоугольного провода
(4.7)
для круглого провода
(4.7а)
В этих выражениях значение ? может быть подсчитано по формулам:
для прямоугольного провода
(4.8)
для круглого провода
(4.8а)
Значения ? и ?1 для изолированного провода всегда меньше единицы.
В формулах (4.7) и (4.8) f - частота тока, Гц;
? - удельное электрическое сопротивление металла обмоток, мкОм-м;
n - число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном направлению линий магнитной индукции поля рассеяния;
m - число проводников обмотки в направлении, параллельном направлению линий магнитной индукции поля рассеяния;
a - размер проводника в направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции поля рассеяния;
b - размер проводника в направлении, параллельном линиям магнитной индукции поля рассеяния;
l - общий размер обмотки в направлении, параллельном направлению линий магнитной индукции поля рассеяния;
d - диаметр круглого проводника;
kp - коэффициент приведения поля рассеяния.
Коэффициент kp может быть для концентрических обмоток принят равным 0,95.
5. Расчет напряжения короткого замыкания
Напряжением короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называется приведенное к расчетной температуре напряжение, которое следует подвести при номинальной частоте к зажимам одной из обмоток при замкнутой накоротко другой обмотке, чтобы в обеих обмотках установились номинальные токи. При этом переключатель должен находиться в положении, соответствующем номинальному напряжению.
Напряжение короткого замыкания определяет падение напряжения в трансформаторе, его внешнюю характеристику и ток короткого замыкания. Оно учитывается также при подборе трансформатора для параллельной работы.
В трехобмоточном трансформаторе напряжение короткого замыкания определяется подобным же образом для любой пары его обмоток при разомкнутой третьей обмотке. Поэтому трехобмоточный трансформатор имеет три различных напряжения короткого замыкания.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания в процентах номинального напряжения
где rК - активное сопротивление короткого замыкания трансформатора, приведенное к одной из его обмоток, с учетом добавочных потерь в обмотках, потерь в отводах и металлических конструкциях;
Iном - номинальный ток обмотки, к числу витков которой приведено сопротивление rK = r1+r2.
Умножая числитель и знаменатель на число фаз т и номинальный фазный ток Iном, получаем формулу, справедливую для трансформаторов с любым числом фаз:
(5.1)
где Рк - потери короткого замыкания трансформатора, Вт;
S - номинальная мощность трансформатора, кВА.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, в процентах
(5.2)
После определения активной и реактивной составляющих напряжение короткого замыкания трансформатора может быть найдено по формуле
(5.3)
6. Определение потерь холостого хода трансформатора
Режим работы трансформатора при питании одной из его обмоток от источника с переменным напряжением при разомкнутых других обмотках называется режимом холостого хода. Потери, возникающие в трансформаторе в режиме холостого хода при номинальном синусоидальном напряжении на первичной обмотке и номинальной частоте, называются потерями холостого хода,
Потери холостого хода трансформатора Рх слагаются из магнитных потерь, т.е. потерь в активном материале (стали магнитной системы) потерь в стальных элементах конструкции остова трансформатора, вызванных частичным ответвлением главного магнитного потока, основных потерь в первичной обмотке, вызванных током холостого хода, и диэлектрических потерь в изоляции.
Диэлектрические потери в изоляции могут играть заметную роль только в трансформаторах, работающих при повышенной частоте, а в силовых трансформаторах, рассчитанных на частоту 50 Гц, даже при классах напряжения 500 и 750 кВ, обычно малы и могут не учитываться. Также не учитываются в силовых трансформаторах основные потери в первичной обмотке, составляющие обычно менее 1 % потерь холостого хода. Потери в элементах конструкции трансформатора при холостом ходе относительно невелики и учитываются вместе с другими добавочными потерями.
Магнитные потери - потери