1.6 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток

Действующее значение установившегося тока короткого замыкания,

(1.62)

Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания,

(1.63)

где – коэффициент, учитывающий максимально возможную апериодическую составляющую тока,

(1.64)

Значение принимается равным 1,971;

В цилиндрических обмотках при коротком замыкании целостность обмотки ВН не нарушается, так как отключенные витки (для регулирования ) находятся в последнем или двух последних слоях. Следовательно, распределение сил соответствует рисунку 6.

Рисунок 2 - Распределение сил в обмотках

Радиальная сила

(1.65)

где тогда

(1.66)

где тогда

Наибольшей является сила поэтому её значение используется для дальнейших расчётов.

Радиальная сила сжатия (растяжения),

(1.67)

Напряжение сжатия (растяжения) в проводе обмотки НН (ВН),

(1.68)

где

Осевая сила достигает максимального значения на середине обмотки,

(1.69)

Сжимающее напряжение,

(1.70)

где

Предельная условная температура обмоток, С,

(1.71)

где – наибольшая продолжительность короткого замыкания на трансформаторе;

– начальная температура обмотки (обычно принимается 90 С);

где – предельно допустимое значение температуры

Время, в течение которого обмотка достигает ,с,

(1.72)

Таким образом, рассчитанные потери и напряжение короткого замыкания не превышают заданные (проектные) более, чем на 10%.

Температура обмоток спустя 9 секунды после возникновения короткого замыкания не превысила допустимой равной 250 С. Следовательно, расчет обмоток можно считать удовлетворительным.

1.7 Определение размеров магнитной системы

Выбирается трехфазная плоская магнитная система, собираемая из пластин холоднокатанной анизотропной стали марки 3404 с толщиной листа 0,35 мм.

Способ прессовки стержня – расклиниванием с обмоткой (без прессующей пластины) (таблица 2.5).

Размеры пакетов в сечении стержня и ярма (таблица 8.2):

– диаметр стержня;

– число ступеней в стержне;

– число ступеней в ярме;

– коэффициент заполнения круга для стержня;

– ширина крайнего наружного пакета ярма.

Сечение стержня состоит из 6 ступеней. В ярме 5 ступеней, сечение ярма повторяет сечение стержня, два последних пакета объединены в один. Поперечное сечение представлено на рисунке 3 .

Рисунок 3 ­­­- Поперечное сечение стержня и ярма

Таблица 3 - Размеры пакетов в сечении стержня и ярма

№ пакета	Стержень, мм	Ярмо, мм
1	14519	14519
2	13513	13513
3	12013	12013
4	1059	1059
5	858	8515
6	557	-

Активное сечение стержня,

(1.73)

где – площадь ступенчатой фигуры сечения стержня;

Активное сечение ярма,

(1.74)

где – площадь ступенчатой фигуры сечения ярма;

Объём стали угла магнитной системы,

(1.75)

где – объём угла магнитной системы;

Длина стержня,

(1.76)

где и – расстояние от обмотки до верхнего и нижнего ярма;

Масса стали угла магнитной системы,

(1.77)

где – удельная масса стали;

Масса стали ярм,

(1.78)

где – масса частей ярм, заключённых между осями крайних стержней,

(1.79)

где – расстояние между осями стержней,

(1.80)

– масса стали в частях ярм от оси крайнего стержня до края ярма,

(1.81)

Масса стали стержней,

(1.82)

где – масса стали стержней в пределах окна магнитной системы,

(1.82)

– масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма,

(1.83)

Полная масса стали,

(1.84)

План шихтовки магнитной системы представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 - План шихтовки магнитной системы