Потери, превышение температуры и поток в магнитопроводе — инженерный справочник
Введите паспортные данные одного трансформатора и данные аварийного режима одного последовательного реактора. Движок вернёт превышение температуры обмотки и температуру точки нагрева с суточным старением, распределение потерь между сталью и медью, а также осциллограмму аварийного тока реактора и характеристику насыщения магнитопровода. Каждое значение сопровождается своей основой и стандартом, а всё, что движок не вернул, показывается как «—», никогда как 0.
Эти данные образуют справочный пример только в памяти, только для этой страницы. Ничего не записывается в ваши сохранённые схемы и не читается из них. Положение отпайки предустановлено как 0 % (номинальная отпайка, обычное рабочее положение) и может быть изменено.
ОбязательноРекомендуетсяПолоса слева: синяя = обязательно, золотая = рекомендуется. Необязательные и дополнительные поля свёрнуты.
Одна точка в строке в виде «ток A, индуктивность mH». Оставьте пустым, чтобы получить только линейный участок: тогда движок сообщает, что точка насыщения и пик потокосцепления не определяются, вместо того чтобы их выдумать.
Расчёт не выполнен. Нажмите «Рассчитать справочный пример», чтобы получить значения от движка.
Пик потокосцепления λmax: — V·s— нет кривой L–I от производителя
Потери: P_loss = P0 + Pk·(S/Sn)², где S = P / cos φ; Q_loss = i0 %·Sn/100 + uk %·Sn/100·(S/Sn)². P0 и Pk — введённые вами значения, иначе типовые значения класса энергоэффективности 1 по GB 20052-2020 для этой мощности. Их выдаёт существующий отчёт по потерям движка — эта страница сама ничего не вычисляет.
Превышение температуры: Δθ_oil = 55·((1 + R·K²)/(1 + R))^0.8, Δθ_hs = Δθ_oil + 25·K^1.6, θh = θa + Δθ_hs, где R = Pk/P0 и K = S/Sn — экспоненциальная упрощённая модель ONAN с масляным охлаждением по IEC 60076-7. Относительная скорость старения по эквивалентному фактору старения F_AA = exp(15000/383 − 15000/(θh + 273)) из IEC 60076-7:2018 §7.3; суточный эквивалентный износ = Σ(V_i·Δt_i) / 24 h × 100 %.
Поток в магнитопроводе: уравнение контура L·di/dt = Um·sin(ωt + θ) − R·i интегрируется методом RK4 с постоянным шагом, переменная состояния — потокосцепление λ по характеристике λ–i производителя (кусочно-линейная интерполяция; без гистерезиса, вихревых токов и остаточной индукции). Основа КЗ — IEC 60909-0:2016 (c = 1.1, Z_Q = Un²/Ssc, κ = 1.02 + 0.98·e^(−3R/X)); кривая насыщения может быть только от производителя — IEC 60076-6 / GB/T 1094.6 её по умолчанию не дают.
Схема справочного примера: один источник сети, один двухобмоточный трансформатор, одна шина низкого напряжения и одна статическая нагрузка, соединённые тремя короткими кабельными участками по 10 m (медь). Кабельные данные не определяют потери и температуры (они зависят только от P0/Pk и загрузки), но участки должны присутствовать, чтобы расчёт потокораспределения в движке выполнился.
Модули, использованные без изменений: engines/reactor-transient.js · engines/trafo-ageing.js · engines/loss-allocation.js · engines/time-series.js · engines/params.js (tempRiseAt, resolveXfLoss). Эта страница не вычисляет ни одной инженерной величины сама — она только преобразует ваши данные в запрос и отображает то, что вернул движок.
Определения, единицы измерения и почему это число важно для выбора и расчёта стоимости. С поиском, сгруппировано по темам, по умолчанию свёрнуто.
Каждый знак ? на этой странице открывает то же пояснение на месте — без перехода на другую страницу.
Показано 11 термин(ов) из 11
Полная мощность короткого замыкания вышестоящей сети в точке присоединения, Ssc = √3·Un·I″k, или эквивалентное полное сопротивление источника за ней.
Почему это важно: Это единственный исходный параметр, который показывает, насколько «жёсткой» является сеть. Без него невозможно рассчитать ни одну величину тока короткого замыкания, поэтому его необходимо запросить у энергоснабжающей организации (или принять на основании оговорённого допущения) до того, как можно будет предложить какое-либо коммутационное оборудование.
Отношение эквивалентного реактивного сопротивления к эквивалентному активному сопротивлению, рассматриваемое из точки короткого замыкания (IEC 60909-0).
Почему это важно: Он определяет сразу две вещи: ударный коэффициент κ (следовательно, i p) и скорость затухания апериодической составляющей. Высокое X/R (индуктивные фидеры низкого напряжения, генераторные источники) даёт как более высокий пик, так и более длительный переходный процесс апериодической составляющей, который автоматический выключатель должен отключить.
Пиковый коэффициент κ = ip / (√2·I″k): отношение первого пика к действующему значению, рассчитываемое в IEC 60909-0 по отношению R/X эквивалентного полного сопротивления.
Почему это важно: Именно этот коэффициент преобразует ток короткого замыкания в механическую силу. Индуктивная сеть (кабели низкого напряжения, трансформаторы) смещает κ к 2,0 и увеличивает пиковую силу, поэтому i p нельзя определить только по Ik.
Пиковый ток короткого замыкания ip = κ·√2·I″k (IEC 60909-0): наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания, достигаемое примерно через полпериода после его возникновения.
Почему это важно: Это значение, которое определяет электродинамическое усилие на шинопроводах, кабельных креплениях и выводах аппаратов. Сравните его с номинальным пиковым током стойкости Ipk — указание только Ik оставляет механическую прочность распределительного устройства непроверенной.
Потери холостого хода трансформатора: мощность, потребляемая при номинальном напряжении и номинальной частоте с разомкнутой вторичной обмоткой (IEC 60076-1). По сути это потери в магнитопроводе (гистерезисные + вихревые).
Почему это важно: Они действуют непрерывно — около 8 760 ч в год — поэтому доминируют в счёте за энергию за срок службы. В тендерах их обычно капитализируют по величине $/W, что означает, что более низкое значение P0 может оправдать более высокую закупочную цену.
Потери нагрузки (потери короткого замыкания) трансформатора: мощность, потребляемая при номинальном токе при замкнутой накоротко вторичной обмотке, приведённая к эталонной температуре (IEC 60076-1). Она включает потери I²R, а также добавочные потери и потери на вихревые токи в обмотках.
Почему это важно: Они растут пропорционально квадрату нагрузки и являются основой гарантий КПД и любого условия капитализации потерь. Pk и uk% получают из одного и того же испытания, поэтому паспортные данные, где указано одно без другого, неполны.
Напряжение короткого замыкания трансформатора: первичное напряжение, в процентах от номинального напряжения, которое обеспечивает протекание номинального тока через короткозамкнутую вторичную обмотку (IEC 60076-1).
Почему это важно: Он определяет уровень тока КЗ на стороне низкого напряжения (приблизительно I″k ≈ In / uk) и одновременно падение напряжения под нагрузкой. Это реальный компромисс при подготовке коммерческого предложения: большее uk снижает уровень тока КЗ (удешевляет коммутационное оборудование downstream), но увеличивает падение напряжения и потери. Всегда указывайте uk вместе с номинальной мощностью трансформатора.
Наибольшее напряжение для оборудования Um: максимальное действующее линейное напряжение, при котором оборудование может эксплуатироваться (IEC 60071-1).
Почему это важно: Um является основой всей таблицы координации изоляции: он определяет, какие значения выдерживаемого импульсного напряжения грозового импульса и напряжения промышленной частоты требуются. Приобретение оборудования с заниженным Um — это не экономия, а несоответствующее предложение.
Испытательное напряжение грозового импульса: пиковое значение стандартной импульсной волны 1,2/50 мкс, которое изоляция должна выдерживать без пробоя (IEC 60071-1).
Почему это важно: Это именованная характеристика и позиция типовых испытаний для коммутационного оборудования, трансформаторов и вводов. Это один из первых параметров, который незаметно занижается в дешёвом предложении, поэтому он должен быть явно указан в паспорте, который вы сравниваете.
Максимальный коэффициент загрузки λmax метода продолжения потока мощности: множитель, применяемый ко всем нагрузкам в точке срыва кривой PV, то есть в точке, где происходит коллапс напряжения.
Почему это важно: Это запас по загрузке, заложенный в проект: λmax = 1,35 означает, что сеть теряет устойчивость только при 135 % от сегодняшней нагрузки. Проектировщики требуют минимальный запас (число различается между сетевыми кодексами — укажите использованный критерий), и именно он определяет, потребуется ли усиление линии или дополнительная реактивная компенсация.
Загрузка: ток (или мощность), протекающий по ветви, выраженный в процентах от её номинальной пропускной способности.
Почему это важно: Это приёмочное число для кабелей и трансформаторов. Выше 100 % элемент отключится или должен быть разгружен, а запас, оставленный в расчётном режиме, — это именно то, за что платит заказчик, поэтому его необходимо показывать вместе с допущениями (коэффициент нагрузки, температура окружающей среды), при которых он получен.
Основа: тепловая модель трансформатора по IEC 60076-7 (экспоненциальная упрощённая модель ONAN с масляным охлаждением — превышение температуры верхнего масла 55 K и точки нагрева 80 K при номинальной нагрузке) по P0/Pk (сначала ваши значения, иначе типовые значения класса энергоэффективности 1 по GB 20052-2020 для этой мощности); переходный процесс реактора по IEC 60909-0:2016 (c = 1.1, Z_Q = Un²/Ssc), при этом кривая насыщения магнитопровода берётся только из данных L–I производителя (IEC 60076-6 / GB/T 1094.6 кривой по умолчанию не дают). Результаты — инженерная оценка для предварительного выбора: это не конечно-элементное тепловое моделирование и не системное электромагнитное переходное (EMT) исследование; сухие трансформаторы, ступенчатое охлаждение и влажность изоляции вне этой модели.
Часто задаваемые вопросы
- Что умеет этот калькулятор?
- Введите паспортные данные одного трансформатора и данные короткого замыкания одного последовательного реактора. Справочник возвращает разделение потерь на потери в стали и в меди, превышение температуры обмотки и температуру наиболее нагретой точки вместе с суточным старением, а также кривую тока короткого замыкания реактора с пиком потокосцепления и коленом насыщения. Тепловая часть использует экспоненциальную модель масляного трансформатора по IEC 60076-7 (превышение температуры масла 55 K и превышение температуры наиболее нагретой точки 80 K при номинальной нагрузке), управляемую P0/Pk — сначала вашими значениями, иначе типовыми значениями класса 1 по GB 20052-2020 для этого номинала. Типовые применения: оценка термической допустимости профиля нагрузки, чтение суточного старения и проверка того, не ведёт ли реактор сердечник к насыщению при коротком замыкании. Отсутствующие данные отображаются как отсутствующие, никогда как нуль.
- Откуда берутся P0 и Pk, если паспортное значение не введено?
- Сначала используются введённые вами значения; там, где они отсутствуют, движок переходит к типовым значениям класса 1 по GB 20052-2020 для этого номинала и указывает, что источник типовой. Таким образом, результат никогда не строится молча на предположенном значении потерь — страница сообщает, какая основа использована.
- В чём разница между превышением температуры и суточным старением?
- Превышение температуры — это установившееся значение над температурой окружающей среды (превышение температуры масла 55 K и температуры наиболее нагретой точки 80 K при номинальной нагрузке в упрощении ONAN); суточное старение переводит температуру наиболее нагретой точки в относительную скорость старения, которая фактически расходует ресурс трансформатора. Эта страница — справочник по одной эквивалентной тепловой модели, а не моделирование переходных процессов и не испытание на превышение температуры.