2. Удельное сопротивление ветви намагничивания линейного XT с зазором Zq уд = сор,йэ.

3. Из выражения для относительного тока намагничивания линейного ТТ

J /р ?г

определяем удельное сопротивление ветви вторичного тока /0,0 уд (/о sin ф, + Vl\jXn\2 -1% + 1)

2 уд == -=--л- (l-d)

4. Находим сечение магнитопровода

Определение длины магнитопровода и числа зазоров в нем.

Зазор должен обеспечивать линейность характеристики ТТ при изменении первичного тока от нуля до максимального возможного. Максимальный ток определяется коэффициентом размагничивания, который соответствует рассчитанной предельной индукции Ба.доп- Коэффициент размагничивания находится в процессе расчета предельной индукции (см. стр. 140).

Следует заметить, что при определении магнитных характеристик материала в переменных магнитных полях из-за экранирующего действия вихревых токов и несовпадения по фазе напряженности магнитного поля и намагниченности [50] значения коэффициента размагничивания или относительного расчетного зазора следует относить только к данной форме и размерам магнитопровода (в том числе к толщине пластин), а также к данному материалу и частоте.

В связи с этим Институтом электродинамики АН УССР совместно с ПО Запорожтрансформатор были поставлены опыты по определению зависимости относительного расчетного зазора от суммарного геометрического относительного зазора. Эксперименты проводились на образцах магнитопроводов из стали марки 3414. Однако результаты справедливы и для других, близких по качеству, сталей. Учитывая сказанное о коэффициенте размагничивания, набор магнитопроводов выбрали таким, чтобы охватить наиболее ходовые сечения линейных трансформаторов тока. Средняя длина магнитной силовой линии магнитопроводов была выбрана 180-200 см, т. е. примерно такой же, как у существующих ТТ с замкнутыми магнитопроводами на напряжения 330, 500, 750 кВ. Зависимости Уст = / (4 z геом/ст) получены для магнитопроводов, имеющих площадь сечения Sm = 20, 40, 80 см* при числе зазоров п. = 4, 8, 12. В опыте снимались кривые намагничивания магнитопроводов с зазором, из которых затем определялось jXg и коэффициент размагничивания -

- -Лр. мин-

0,04 0,05 0,02 Ofil

Рис. 4-13. Зависимость отношения /g/ZcT от суммарного относительного геометрического зазора

О 0,01 0ft2 0,05 0,04 DflS 0,06 0,05

0,01

0,05 0,02 0,01

0 0,01 0,02 0,05 0,04 0,05 0,06 0

0,01 0,02 0,05 0,04 0.05 орб

Как видно из рис. 4-13, при заданных 4 ст и сечении Sm относительный суммарный геометрический зазор зависит от числа зазоров. Например, если Sm = 40 см*, а hllct - 0,015, то при п = 12 нужно иметь вхгеом/от = 0,02. Для получения той же характеристики при п = 4 следует взять относительный геометрический зазор уже равным 0,06, т. е. в 3 раза большим. Влияние внешних магнитных полей на работу ТТ с зазором незначительно, если каждый относительный геометрический зазор не превышает 0,002-0,003.

Выбрав число зазоров таким, чтобы, каждый из них не превышал указанного значения з.геом/ст = 0,003, по кривым на рис. 4-13 находим суммарный относительный геометрический зазор магнитопровода, необходимый для обеспечения заданного значения Цэ.м. При заданной средней длине магнитной силовой линии определяем длину стали магнитопровода

/лт - *

а затем длину каждого зазора /в.геом = вхгеом/ -

пример 4-1. Расчет конструктивных параметров одноступенчатого линейного трансформатора тока с зазорами. Заданы номинальные параметры ТТ: ток 3000/1 А; предельная кратность первичного тока К - 20; постоянная времени Тх = 0,3 с; номинальная нагрузка ТТ гн. ном= 40 В-А при cos фг = 0,8; средняя длина магнитной силовой линии /м = 2 м; число витков Wx = 1, Щ- 3000; сопротивление вторичной обмотки Ггобм- 18 Ом; Хаобм = 1 Ом; отмотка витков отсутствует. Магнитопровод изготовляется из стали 3414. Постоянйая времени вторичной ветви Га с учетом сопротивления обмотки равна 0,0016 с. Полная погрешность е = /о, = 0,1. Определим-конструктивные параметры линейного ТТ (сечение магнитопровода, зазоры и их число) из условия, что допустимое отношение Dj в переходном режиме не должно превышать 1,05. Частота тока 50 Гц;

о ДСП ,

CD = 314.

в соответствии с изложенным ранее определяем амплитуды: первичного периодического тока, удельного первичного периодического тока и удельного периодического тока намагничивания:

h пер m = V2huKwi = }А2 .3000-20-1 = 84 853 А; /1 пер m уд = /i пер тПм = 84 853/2 л; 4.24 -10* А/м; h пер m уд = Io*h пер m уд = d -4,24.10 = 4,24-103 А/м. В соответствии с формулой (3-9) определяем постоянную времени Т при /о, = /о пер m/h пер m = 0.1 и Га = 0,00-16 с:

. 1 /1 + 1 , / 1 + (314-0.0016) -0 0355 с

, /2 * 314J/ О.Р ~U.UdbOC.

По формуле (3-7) находим максимальную апериодическую составляющую тока намагничивания

/.а.м = 84 853.?-2- Г 0.3

0,3 [0,0355

0,0355

0,3 (1 -f 314Д-0.0016-0,0355) (0,0355 - 0.3) ] 0.0355 -о.з 0.0355(1 -1-3142-0,0355) (0.3 -0.0016) J -brfb/UA.

Максимальная удельная апериодическая составляющая тока намагничивания

h а. м. уд = /о а. mi/Zm = 63 620/2 = 3.18-10* А/м.

Задаваясь ориентировочным значением апериодической составляющей индукции Ва = 1.25 Тл, находим эквивалентную магнитную проницаемость (см. стр. 142)

fida = Ва о а. м. уд = 1,25/(3.18-10*) = 3,93- lOS Гн/м.

Удельное сопротивление эквивалентной ветви намагничивания ТТ с зазором , (см. стр. 143) будет

Zo уд = юХйэ == 314-3.93- 10-S = 0.0123 Ом/м.

Определяем переменную составляющую индукции

Вт = fda/o пер m уд = 3,93-10-6-4.24-108 = 0,167 Тл.

По кривым рис. 4-10 при В = 0.167 Тл и В = О находим максимальную для частного цикла магнитную проницаемость стали, из которой изготовлен магнитопровод, lion - 0,019 Гн/м.

Коэффициент размагничивания согласно формуле (4-5)

i ~ i Жо=г ~ оЖ

Отношение IJlci: по формуле (4-4) будет

/з р = Л?р.4л-10-г = 25 392-4Л-10-г = 0,032.

Используя выражение (4-22), находим допустимую относительную магнит-< иую проницаемость на частном цикле для замкнутого магнитопровода (адоп- j = 0,000715 Гн/м при Одд= 0,95. Затем по кривым рис. 4-10 при fid доп = = 0,000715 Гн/м и В = 0,167 Тл определяем индукцию Ва. доп= при которой обеспечивается допустимое значение Dj = 1,05. Она будет В ддц=

= 1.59Тл.