Электрический расчет ТП по падению напряжения

 

4.1.1 Рассчитывают потери в сердечнике Р_С

, (4.1)

где P ₁ – удельные потери в сердечнике, рассчитанные по формуле (3.9);

B – рабочая индукция в сердечнике, выбранная в пункте 3.2.2;

G_С – масса сердечника, берется из таблицы 3.2.

4.1.2 Определяют потери в обмотках по формуле

, (4.2)

где Р_Г – габаритная мощность ТП;

d U – заданное в ТЗ допустимое падение напряжения в обмотках.

4.1.3 Определяют соотношение потерь в сердечнике и в обмотках

. (4.3)

4.1.4 Рассчитывают максимальную температуру перегрева обмоток по формуле

, (4.4)

где Г – коэффициент неравномерности нагрева обмоток трансформатора, определяется из таблицы В.5. При наличии обволакивания термореактивными компаундами принимается Г ≈ 1,2…1,3;

a – коэффициент, пропорциональный коэффициенту теплоотдачи, рассчитывается по формуле (4.5);

Б – коэффициент, учитывающий участие сердечника и шасси в охлаждении катушки, рассчитывается по формуле (4.6);

S_О – площадь охлаждения катушки, берется из таблицы 3.2.

, (4.5)

где a₀ – коэффициент, пропорциональный коэффициенту теплоотдачи при типовых условиях, определяется из таблицы В.5. При наличии обволакивания термореактивными компаундами значение величины a₀ уменьшается на 10%;

h_К – высота намотки катушки, на данном этапе принимается h_К ≈ h, м;

Da – относительное уменьшение коэффициента теплоотдачи, обусловленное снижением давления окружающей среды, определяется по рисунку 3.1 или рассчитывается приближенно по формуле (3.5).

 

, (4.6)

где m ₁ – коэффициент, учитывающий участие шасси в охлаждении катушки, выбирается из таблицы В.5;

b – отношение площадей охлаждения сердечника и катушки, берется из таблицы 3.2.

Так как на данном этапе t _m еще не известно, то ее величина рассчитывается методом последовательных приближений. Необходимо априори (в нулевом приближении) задаться ее величиной, например = 50 К, и рассчитать по формуле (4.5) величину a⁽¹⁾ в первом приближении. Затем подставить значение a⁽¹⁾ в формулу (4.4) и найти в первом приближении и сравнить ее величину с ранее принятой . Если окажется, что , то расчет продолжить. В формулу (4.5) подставить величину и рассчитать a⁽²⁾ во втором приближении, по формуле (4.4) рассчитать и т.д., пока разница температуры перегрева в последнем и предпоследнем приближениях не окажется меньше 1 К.

Если, при заданном в ТЗ ограничении по температуре, расчетная величина t _m окажется больше допустимой, то либо неправильно выбран расчетный случай, либо в расчетах допущены грубые ошибки.

4.1.5 Определяют ЭДС первичной обмотки Е ₁

. (4.7)

4.1.6 Рассчитывают число витков первичной обмотки

. (4.8)

4.1.6 Рассчитывают число витков вторичных обмоток

. (4.9)

4.1.7 Определяют активную I _{0 А} и реактивную I _{0 Р} составляющие намагничивающего тока

, (4.10)

, (4.11)

где H_С – напряженность магнитного поля сердечника при рабочей индукции В, выбранной в пункте 3.2.2. H_С определяется по характеристике намагничивания B [ H ], построенной по справочным данным из [7-9] для выбранного материала. Для электротехнических холоднокатаных анизотропных сталей характеристики намагничивания приведены в приложении Е;

l_С – длина средней силовой линии магнитного поля сердечника, берется из таблицы 3.2;

d _С – величина немагнитного зазора в разрезных сердечниках, мкм. Для броневых и стержневых разрезных ленточных сердечников рассчитывается по эмпирической формуле

. (4.12)

Здесь сечение сердечника Q_С в см ², а d _С получается в мкм.

Для тороидальных ленточных неразрезных сердечников d _С = 0.

4.1.8 Рассчитывают приведенный рабочий ток

, (4.13)

где K_Вi – корректирующий коэффициент приведения i -й вторичной обмотки к первичной (см. пункт 3.2.1).

4.1.9 Рассчитывают полный ток первичной обмотки

. (4.14)

4.1.10 Определяют относительный ток i ₁

. (4.15)

4.1.11 Определяют плотности тока в обмотках.

4.1.11.1 Рассчитывают среднюю плотность тока в обмотках

, (4.16)

где К_О – коэффициент заполнения окна обмоткой для заданных условий, рассчитывается по формуле (4.17);

К_Н – коэффициент нагрева, рассчитывается по формуле (3.10) при найденной в пункте 4.1.4 температуре перегрева t _m;

V_К – объем катушки (катушек), определяемый из таблицы 3.2.

К_О = (K_О / K_ОТ)× K_ОТ, (4.17)

где K_О / K_ОТ – выбранное в пункте 3.2.2 отношение коэффициентов заполнения;

K_ОТ – коэффициент заполнения окна при типовых условиях, берется из таблицы 3.2.

4.1.11.2 Определяют плотность тока во вторичных обмотках

, (4.18)

где e₀ – оптимальное отношение плотности токов во вторичных обмотках к плотности тока в первичной обмотке, берется из таблицы 3.2.

4.1.11.3 Определяют плотность тока в первичной обмотке

. (4.19)

4.1.12 Определяют сечение проводов первичной и вторичных обмоток

. (4.20)

4.1.13 Уточняют максимальную рабочую температуру обмоток

t¢_Р.max = t_С.max+ t¢ _m, (4.21)

где t_С.max – максимальная температура среды, заданная в ТЗ.

4.1.14 Уточняют выбор марки обмоточных проводов в соответствии с фактическим тепловым режимом работы (см. подраздел 2.6).

4.1.15 Для выбранной марки провода из приложения Б или из справочников [7-9] находят стандартные сечения проводов q_ПР.i для каждой обмотки, наиболее близкие к расчетным значениям q_ПР.Р.i.. Справочные данные о выбранных проводах рекомендуется свести в таблицу 4.1, в которой необходимо привести: марку провода, ГОСТ или ТУ; значения сечений проводов расчетные q_ПР.Р.i и стандартные q_ПР.i; диаметры выбранных проводов без изоляции d_i и с изоляцией d_ИЗ.i.

 

Таблица 4.1 – Справочные данные обмоточных проводов

Номер обмотки	Марка провода, ГОСТ или ТУ	qПР.Р, мм2	qПР, мм2	d, мм	dИЗ, мм
…
i