1. Виды потерь короткого замыкания

Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называются потери, имеющие место в трансформаторе при подведенном к одной из обмоток напряжения короткого замыкания и замкнутой накоротко другой обмотке.
Потери короткого замыкания Рк в трансформаторе могут быть разделены на следующие составляющие:
– основные электрические потери в обмотках ВН и НН, вызванные рабочим током обмоток, Рэл1 и Рэл2;
– добавочные потери в обмотках ВН и НН, вызванные потоком рассеяния, Рg1 и Рg2;
– электрические потери в отводах между обмотками и вводами трансформатора, Ротв1 и Ротв2;
– добавочные потери в отводах, вызванные потоком рассеяния,
Ротв.g1 и Ротв.g2;
– потери в стенках бака и других металлических элементах конструкции трансформатора, вызванные потоком рассеяния обмоток и отводов.
Обычно сумма электрических и добавочных потерь в обмотке и отводах заменяется выражением:
Рэ + Рg = РэКg,
где Кg – коэффициент добавочных потерь.
Таким образом, полные потери короткого замыкания, Вт, могут быть выражены формулой
Рк = Рэ1Кg1 + Рэ2Кg2 + Ротв1Кgотв1 + Ротв2Кgотв2 + Рб.
Согласно ГОСТ 11677-85 расчет ведется на условно принятую температуру:
– для масляных и сухих трансформаторов классов изоляции А, Е, В – при t = +75 °С;
– для трансформаторов с изоляцией классов F, Н, С – при t = +115 °С.

2. Определение основных электрических потерь в обмотках

Для определения электрических потерь, Вт, можно воспользоваться формулой
Рэ = I2 R.
Однако на практике пользуются формулами, приведенными к более удобному виду:
для медного провода
Рэ = 2,4,
для алюминиевого провода
Рэ = 12,75,
где D – плотность тока в обмотках; Gм, GА – масса меди или алюминия в обмотке, кг.
Масса металла, кг, для обмоток ВН и НН может быть подсчитана по уравнениям:
для медного провода
Gм = 28сДсрW×П×10-5,
для алюминиевого провода
GА=8,47сДсрW×П×10-5,
где Dс = – средний диаметр обмотки ВН или НН; см; с – число активных стержней; W – число витков обмотки; П – сечение витка, мм2.

3. Определение добавочных потерь

Определение добавочных потерь в обмотках практически сводится к расчету коэффициента увеличения основных электрических потерь обмотки Кg. Этот коэффициент подсчитывается отдельно для каждой обмотки трансформатора.
Для частоты f = 50 Гц можно пользоваться следующими уравнениями:
для медного прямоугольного провода
при n £ 2
Кgм = I + 0,095;
при n >2
Кgм = I + 0,095 ;
для круглого провода
при n >2
Кgм = I + 0,044;
для алюминиевого прямоугольного провода
при n £ 2
КgА= I + 0,037;
при n > 2
КgА = I + 0,037;
для круглого провода
при n > 2
КgА = I + 0,017,
где n – число проводов обмотки в радиальном направлении;
для цилиндрических обмоток n = nсл;
для винтовых обмоток n равно числу параллельных проводов в одном ходе обмотки:
· одноходовой n = nв;
· двухходовой ;
· многоходовой ,
где k – число ходов обмотки; m – число проводов обмотки в осевом направлении, см;
для цилиндрических обмоток (nв – число параллельных проводов в витке);
для винтовых одноходовых обмоток: m = Wф;
· двухходовых m = 2Wф;
· многоходовых m = kWф,
где k – число ходов обмотки; для непрерывных катушечных обмоток m равно числу катушек m = nk; a – размер проводника в радиальном направлении обмотки, см, в – размер проводника в осевом направлении обмотки, см, – осевой размер обмотки, см; d – диаметр круглого провода, см; b – коэффициент, подсчитывается по формулам:
для прямоугольного провода
b = Кр;
для круглого провода
Кр,
где Кр – коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному Кр ≈ 0,95.

4. Электрические потери в отводах

Подсчет электрических потерь в отводах сводится к определению длины проводников и массы металла в отводах. Этот подсчет может быть точно произведен после окончательного установления конструкции отводов.
В процессе расчета может быть произведено приближенное определение массы отводов. Длина отводов приближенно определяется, см,
при соединении обмотки в «звезду»
;
при соединении обмотки в «треугольник»
.
Масса металла отводов, кг, может быть найдена по формуле
Gотв.= 10-5,
где Потв, мм2 – сечение отводов, которое для расчета потерь может быть принято равным сечению витка соответствующей обмотки; g – удельная масса металла отводов (для меди = 8,9 кг/дм3, для алюминия = 2,7 кг/дм3).
Электрические потери, Вт, в отводах определяются по формуле:

Ротв = К ,
для меди К = 2,4;
для алюминия К = 12,75.
В нормальных силовых трансформаторах электрические потери в отводах составляют, как правило, не более 5–8 % потерь короткого замыкания, а добавочные потери в отводах не более 5 % электрических потерь в них.

5. Потери в стенках бака и других стальных деталях трансформатора

Потоки рассеяния трансформатора частично замыкаются через стенки бака, проходя на своем пути также и через другие стальные детали трансформатора. Потери, возникающие в этих стальных деталях и главным образом в стенках бака, пропорциональны квадрату тока нагрузки и также относятся к потерям короткого замыкания трансформатора.
Эти потери, Вт, не поддаются точному учету и ориентировочно принимаются:
Рб » 10 КS,,

где S – полная мощность трансформатора, кВА; К – коэффициент, который находится по табл. 1.

Таблица 1

Значения коэффициента k при расчёте потерь в баке

Мощность
стержня, кВА

До 300

301–2000

2001–4000

4001–7000

7001–20000

k

0,01–0,015

0,02–0,03

0,03–0,04

0,04–0,05

0,06–0,07

6. Расчет напряжения короткого замыкания

Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %,
Uка = ,
где Рк – мощность короткого замыкания, определенная выше, Вт; S – пол-ная мощность трансформатора, кВА.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,
Uкр= × 10-3,
где – ширина, см, приведенного канала рассеяния для трансформа-торов до 10000 кВА
,
При расчете трансформаторов мощностью от 10000 кВА и выше
=,
где d12 – средний диаметр канала между обмотками, см; Кр – коэффи-циент приведения идеального поля рассеяния к реальному, Кр ≈ 0,95.
Следует определить действительное значение коэффициента b по выражению ,
где ,
здесь a1 – действительное значение радиального размера обмотки НН;
– действительная высота обмоток; при равенстве обмоток НН и ВН по высоте при разной высоте обмоток , см.
Напряжение короткого замыкания, %,
Uк = .
При расчете Uкр, а также при всех дальнейших расчетах необходимо пользоваться реальными размерами рассчитанных обмоток трансформатора (), а не приближенными значениями предварительного расчета основных размеров.
В тех случаях, когда полученное значение Uк отклоняется более, чем на ± 5 % от заданной величины, изменение Uк в нужном направлении лучше всего вести за счет изменения его реактивной составляющей. Небольших изменений Uкр можно достичь, изменяя (за счет изменения ) или . Более резкое изменение Uкр достигается изменением напряжения одного витка Uв и числа витков, которое может быть достигнуто путем увеличения или уменьшения диаметра стержня или индукции в нем Вс.

1. Виды потерь короткого замыкания

Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называются потери, имеющие место в трансформаторе при подведенном к одной из обмоток напряжения короткого замыкания и замкнутой накоротко другой обмотке.
Потери короткого замыкания Рк в трансформаторе могут быть разделены на следующие составляющие:
– основные электрические потери в обмотках ВН и НН, вызванные рабочим током обмоток, Рэл1 и Рэл2;
– добавочные потери в обмотках ВН и НН, вызванные потоком рассеяния, Рg1 и Рg2;
– электрические потери в отводах между обмотками и вводами трансформатора, Ротв1 и Ротв2;
– добавочные потери в отводах, вызванные потоком рассеяния,
Ротв.g1 и Ротв.g2;
– потери в стенках бака и других металлических элементах конструкции трансформатора, вызванные потоком рассеяния обмоток и отводов.
Обычно сумма электрических и добавочных потерь в обмотке и отводах заменяется выражением:
Рэ + Рg = РэКg,
где Кg – коэффициент добавочных потерь.
Таким образом, полные потери короткого замыкания, Вт, могут быть выражены формулой
Рк = Рэ1Кg1 + Рэ2Кg2 + Ротв1Кgотв1 + Ротв2Кgотв2 + Рб.
Согласно ГОСТ 11677-85 расчет ведется на условно принятую температуру:
– для масляных и сухих трансформаторов классов изоляции А, Е, В – при t = +75 °С;
– для трансформаторов с изоляцией классов F, Н, С – при t = +115 °С. Потери в стенках бака и других стальных деталях трансформатора

Потоки рассеяния трансформатора частично замыкаются через стенки бака, проходя на своем пути также и через другие стальные детали трансформатора. Потери, возникающие в этих стальных деталях и главным образом в стенках бака, пропорциональны квадрату тока нагрузки и также относятся к потерям короткого замыкания трансформатора.
Эти потери, Вт, не поддаются точному учету и ориентировочно принимаются:
Рб » 10 КS,,

где S – полная мощность трансформатора, кВА; К – коэффициент, который находится по табл. 1.

Таблица 1

Значения коэффициента k при расчёте потерь в баке

Мощность
стержня, кВА

До 300

301–2000

2001–4000

4001–7000

7001–20000

k

0,01–0,015

0,02–0,03

0,03–0,04

0,04–0,05

0,06–0,07

6. Расчет напряжения короткого замыкания

Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %,
Uка = ,
где Рк – мощность короткого замыкания, определенная выше, Вт; S – пол-ная мощность трансформатора, кВА.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,
Uкр= × 10-3,
где – ширина, см, приведенного канала рассеяния для трансформа-торов до 10000 кВА
,
При расчете трансформаторов мощностью от 10000 кВА и выше
=,
где d12 – средний диаметр канала между обмотками, см; Кр – коэффи-циент приведения идеального поля рассеяния к реальному, Кр ≈ 0,95.
Следует определить действительное значение коэффициента b по выражению ,
где ,
здесь a1 – действительное значение радиального размера обмотки НН;
– действительная высота обмоток; при равенстве обмоток НН и ВН по высоте при разной высоте обмоток , см.
Напряжение короткого замыкания, %,
Uк = .
При расчете Uкр, а также при всех дальнейших расчетах необходимо пользоваться реальными размерами рассчитанных обмоток трансформатора (), а не приближенными значениями предварительного расчета основных размеров.
В тех случаях, когда полученное значение Uк отклоняется более, чем на ± 5 % от заданной величины, изменение Uк в нужном направлении лучше всего вести за счет изменения его реактивной составляющей. Небольших изменений Uкр можно достичь, изменяя (за счет изменения ) или . Более резкое изменение Uкр достигается изменением напряжения одного витка Uв и числа витков, которое может быть достигнуто путем увеличения или уменьшения диаметра стержня или индукции в нем Вс.

Потери в трансформаторе это потери энергии, которые возникают в магнитной системе, то есть в стали трансформатора. И электрические потери, возникающие в обмотках трансформатора. Механических потерь в трансформаторе нет, поскольку в нем нет подвижных частей. Следовательно, электрическая энергия в механическую не преобразуется.

Потери в стали трансформатора определяются с помощью опыта холостого хода. То есть ко вторичной обмотке двух обмоточного трансформатора нагрузка не подключена. Особенность этих потерь в том, что они не зависят от режима нагрузки трансформатора. То есть ток холостого хода делиться на две составляющие. Первая идет на создания магнитного потока пронизывающего вторичную обмотку. А вторая расходуется на потери в стали. Эти потери обусловлены вихревыми токами в сердечнике. А также энергия расходуется на гистерезис.

Формула 1 — потери холостого хода
где Pг потери на гистерезис
Pвх потери на вихревые токи
I ток в первичной обмотке
r сопротивление первичной обмотки

Не зависимо от того как меняется нагрузка трансформатора магнитный поток остается неизменным. А, следовательно, не меняется и намагничивающий ток. Потери же в сердечнике также неизменны, так как они зависят от марки стали, из которой изготовлен сердечник.

Электрические потери определяются с помощью опыта короткого замыкания. Для этого к первичной обмотке трансформатора подводят пониженное напряжение. Величина этого напряжения выбирается исходя из того что. При коротком замыкании во вторичной обмотке, в первичной протекал ток номинального значения, для данного трансформатора. Следовательно, токи не превысят номинальные и повреждение трансформатора при этом не произойдет.

формула 2 — Потери при коротком замыкании

где B это коэффициент загруженности трансформатора

В этом случае вся энергия расходуется на покрытие потерь в обмотках. Так как напряжение на первичной обмотке мало, то индукция значительно ниже номинального значения и, следовательно, потерями в сердечнике можно пренебречь.

Потери в обмотках зависят от режима нагрузки трансформатора. Чем больше нагрузка, тем выше токи, текущие в проводе, следовательно, и потери также будут выше.

Существует еще один вид потерь. Они вызваны полями рассеяния обмоток. Это поле пронизывает детали конструкции трансформатора корпус устройства или крепёжные элементы. При этом в них возникают вихревые токи нагревающие их.

формула 3 — суммарные потери в трансформаторе

6. Расчет напряжения короткого замыкания

Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %,
Uка = ,
где Рк – мощность короткого замыкания, определенная выше, Вт; S – пол-ная мощность трансформатора, кВА.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,
Uкр= × 10-3,
где – ширина, см, приведенного канала рассеяния для трансформа-торов до 10000 кВА
,
При расчете трансформаторов мощностью от 10000 кВА и выше
=,
где d12 – средний диаметр канала между обмотками, см; Кр – коэффи-циент приведения идеального поля рассеяния к реальному, Кр ≈ 0,95.
Следует определить действительное значение коэффициента b по выражению ,
где ,
здесь a1 – действительное значение радиального размера обмотки НН;
– действительная высота обмоток; при равенстве обмоток НН и ВН по высоте при разной высоте обмоток , см.
Напряжение короткого замыкания, %,
Uк = .
При расчете Uкр, а также при всех дальнейших расчетах необходимо пользоваться реальными размерами рассчитанных обмоток трансформатора (), а не приближенными значениями предварительного расчета основных размеров.
В тех случаях, когда полученное значение Uк отклоняется более, чем на ± 5 % от заданной величины, изменение Uк в нужном направлении лучше всего вести за счет изменения его реактивной составляющей. Небольших изменений Uкр можно достичь, изменяя (за счет изменения ) или . Более резкое изменение Uкр достигается изменением напряжения одного витка Uв и числа витков, которое может быть достигнуто путем увеличения или уменьшения диаметра стержня или индукции в нем Вс.

Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называются потери, имеющие место в трансформаторе при подведенном к одной из обмоток напряжения короткого замыкания и замкнутой накоротко другой обмотке.
Потери короткого замыкания Рк в трансформаторе могут быть разделены на следующие составляющие:
– основные электрические потери в обмотках ВН и НН, вызванные рабочим током обмоток, Рэл1 и Рэл2;
– добавочные потери в обмотках ВН и НН, вызванные потоком рассеяния, Рg1 и Рg2;
– электрические потери в отводах между обмотками и вводами трансформатора, Ротв1 и Ротв2;
– добавочные потери в отводах, вызванные потоком рассеяния,
Ротв.g1 и Ротв.g2;
– потери в стенках бака и других металлических элементах конструкции трансформатора, вызванные потоком рассеяния обмоток и отводов.
Обычно сумма электрических и добавочных потерь в обмотке и отводах заменяется выражением:
Рэ + Рg = РэКg,
где Кg – коэффициент добавочных потерь.
Таким образом, полные потери короткого замыкания, Вт, могут быть выражены формулой
Рк = Рэ1Кg1 + Рэ2Кg2 + Ротв1Кgотв1 + Ротв2Кgотв2 + Рб.
Согласно ГОСТ 11677-85 расчет ведется на условно принятую температуру:
– для масляных и сухих трансформаторов классов изоляции А, Е, В – при t = +75 °С;
– для трансформаторов с изоляцией классов F, Н, С – при t = +115 °С.

Че-нить поумнее почему не спросил???Для определения электрических потерь, Вт, можно воспользоваться формулой
Рэ = I2 R.
Однако на практике пользуются формулами, приведенными к более удобному виду:

для медного провода
Рэ = 2,4,
для алюминиевого провода
Рэ = 12,75,
где D – плотность тока в обмотках; Gм, GА – масса меди или алюминия в обмотке, кг.
Масса металла, кг, для обмоток ВН и НН может быть подсчитана по уравнениям:
для медного провода
Gм = 28сДсрW×П×10-5,
для алюминиевого провода
GА=8,47сДсрW×П×10-5,
где Dс = – средний диаметр обмотки ВН или НН; см; с – число активных стержней; W – число витков обмотки; П – сечение витка, мм2.

делов то-Для определения электрических потерь, Вт, можно воспользоваться формулой
Рэ = I2 R.
Однако на практике пользуются формулами, приведенными к более удобному виду:
для медного провода
Рэ = 2,4,
для алюминиевого провода
Рэ = 12,75,
где D – плотность тока в обмотках; Gм, GА – масса меди или алюминия в обмотке, кг.
Масса металла, кг, для обмоток ВН и НН может быть подсчитана по уравнениям:
для медного провода
Gм = 28сДсрW×П×10-5,
для алюминиевого провода
GА=8,47сДсрW×П×10-5,
где Dс = – средний диаметр обмотки ВН или НН; см; с – число активных стержней; W – число витков обмотки; П – сечение витка, мм2.

Для трансформатора короткое замыкание очень опасно, так как при этом возникают очень большие токи. При коротком замыкании зажимов вторичной обмотки сопротивление нагрузки Zн практически равно Нулю и, следовательно, напряжение на зажимах вторичной обмотки U2 также равно нулю. Таким образом, напряжение U1, приложенное к первичной обмотке, будет уравновешено падением напряжения в полных сопротивлениях первичной и вторичной обмоток zK=Z1+Z2

Вы для какой цели задаете подобные вопросы женщинам?))) Признаться честно, спциально открыла интернет и начала листать информацию, хотела вникнуть в решение вопроса, но поняла, что это займет некоторое время..... а уменя его нет (я про лишнее время). А просто копироваль лекцию тоже не хочется))))

Из опыта короткого замыкания определяются потери в обмотке трансформатора для режима работы под нагрузкой. Мощность, замеренная в первичной обмотке в режиме короткого замыкания и номинальном токе равна электрическим потерям в трансформаторе в режиме нагрузки. Вроде так)

Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называются потери, имеющие место в … При расчете Uкр, а также при всех дальнейших расчетах необходимо пользоваться реальными размерами рассчитанных обмоток трансформатора

У меня к вам есть вопрос. Хотели бы вы зарабатывать в бизнесе по экономии топлива 1000 у.е. уже в первый месяц, экономить с каждой заправкой 15-30% топлива, вести дела через интернет в свободное время? Давать информацию разбираться? да, нет?

Отвечу вопросом на вопрос. Как определить начало течение сроков исковой давности по договорам займа, где не определен момент востребования долга? Вы мне не подскажите?))))

а зачем их рассчитывать? поменяйте лучше трансформатор. может потери и прекратятся. совет дан исключительно исходя из больших познаний законов физики

При коротком замыкании трансформатор перестает существовать, и нет таких расчетов. А вот гистерезис и вихревые токи можно расчитать.

возьми учебник по электротехнике и почитай)))) Только знания. полученные самостоятельно являются самыми прочными!

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%F0%E0%ED%F1%F4%EE%F0%EC%E0%F2%EE%F0#.D0.9F.D0.BE.D1.82.D0.B5.D1.80.D0.B8_.D0.B2_.D1.82.D1.80.D0.B0.D0.BD.D1.81.D1.84.D0.BE.D1.80.D0.BC.D0.B0.D1.82.D0.BE.D1.80.D0.B0.D1.85

Вы наверное ошиблись адресом, я не к сведению не электрик, а формулы по физике здесь не собираюсь выводить.

Рк=Рэ1Кg1+Рэ2Кg2+Ротв1Кgотв1+Ротв2Кgотв2+Рб. -думаю поймёшь и найдёшь ответ по этой формуле! :)))удачи,студент...

А зачем вообще на это рассчитывать!? Просто рассчитать на потребляемую мощность...лучше еще с запасом.