3.3 Определение механических сил в обмотках при внезапном коротком замыкании

В начальный момент времени внезапного к.з. в обмотках трансформатора возникают значительные механические силы, которые могут разрушить обмотки. Эти силы проявляются в результате взаимодействия тока в обмотке с магнитным потоком рассеяния обмоток. Наличие радиальной составляющей поля рассеяния вызывает появление сил F_p. Радиальные силы, определяются по формуле.

F_p = 0,628• (i_кm1•W₁)²••k_p•10^-6, (39).

где i_кm1 — ударный ток к.з. для обмотки НН, А;

;

.

Определяем ударный ток.

.

Итак, определяем F_р

F_p = 0,628• (6,29· 10⁴•21)²• 1,423•0,95•10^-6 = 1,481•10⁶ Н.

Определяем напряжение на разрыв в обмотке НН от радиальных сил.

.

Определяем напряжение на разрыв в обмотке ВН.

.

Находим напряжение сжатия на опорных поверхностях.

(40).

где Fсж — сила сжатия межкатушечных прокладок, Н;

n — число прокладок по окружности обмотки, соответствует числу реек (10…12), n=8;

а — радиальный размер обмотки, (м).

b_пр — ширина прокладки, для обеих обмоток b_пр = 0,03 м.

F_сж1 = F`_ос + F``_ос, (41).

где F`_oc — осевая сила, обусловленная поперечной составляющей магнитного поля рассеяния, вызванного конечными размерами обмоток, Н;

Н.

F``_ос — осевая сила, обусловленная поперечной составляющей поля рассеяния, вызванного отключением регулировочных катушек, Н;

(42).

где l`_x — высота всех регулировочных катушек, м;

м.

l`` - расстояние от поверхности стержня до стенки бака, l`` = 0,2186 м;

l`` - высчитываем из пункта 2.6.1 [2] и приложения 3 [1].

Н;

F_сж1 = F`_ос + F``_ос = 4,404· 10⁴ + 1,89· 10⁵ = 2,331· 10⁵ Н;

F_сж2 = F`_ос — F``_ос = 4,404· 10⁴ — 1,89· 10⁵ = - 1,45· 10⁵ Н;

.

где а₁ = 0,038 (м) радиальный размер обмотки НН.

.

где а₂ = 0,049 м радиальный размер обмотки ВН.