Để xác định vị trí nào trên cuộn HA có giá trị ứng suất lực lớn ta khảo sát 11 đường thẳng dọc biên trong theo chiều cao cuộn HA như Hình 4.27 (b), mỗi một đường thẳng có 11 vị trí khảo sát nhìn từ hình chiếu đứng như Hình 4.27(a)
(a) (b)
Hình 4.27 Vịtrí các đường khảo sát ứng suất lực nhiệt động ngắn mạch trên cuộn HA
Kết quả phân bố ứng suất trên 11 đường thẳng khảo sát theo chiều cao cuộn HA được thể hiện ở Hình 4.27.
127
(a) (b)
Hình 4.28 Phân bốứng suất trên (a) 11 đường khảo sát và (b) vị trí ứng suất lớn nhất
Từ Hình 4.28 ta thấy ứng suất phân bố không đồng đều dọc theo chiều cao (hướng trục) và hướng kính của cuộn dây. Ứng suất lớn nhất tập trung ở mặt trong của cuộn hạ áp, trên mỗi đường thẳng khảo sát ứng suất lớn nhất nằm tại vị trí 2 đầu của đường thẳng (tức 2 góc trong trên đầu của cuộn dây), trên 11 đường khảo sát thì ứng suất tại 2 đường 4 và 8 có giá trị lớn nhất, tức là vùng vách cong phía trong của cuộn hạ áp sẽ chịu ứng suất lớn nhất. Tuy nhiên ứng suất giảm đột ngột ngày khi tiến vào giữa cuộn hạ áp và tăng đến điểm chính giữa cuộn. Ứng suất trên 2 đường 4, 8 được thể hiện rõ hơn ở Hình 4.29 dưới đây.
Hình 4.29 Phân bốứng suất lực nhiệt động NM trên 2 đường khảo sát 4 và 8
Từ Hình 4.29, ta thấy trên mỗi đường thẳng khảo sát thì ứng suất lực lớn nhất nằm tại vị trí 2 đầu của đường thẳng. Vì cuộn dây có tính đối xứng nên ứng suất phân bố tại 2 đường thẳng 4 và 8 là gần như nhau. Như vậy trong cuộn dây hạ áp sẽ có 8 vị trí tương ứng với 4 góc cong phía trong chịu ứng suất lớn nhất đạt giá trị σMax = 42.82 MPa.
128
4.6.3 Ứng suất ngắn mạch tổng hợp MBA VĐH
Ứng suất lực điện từ ngắn mạch
Kết quả từ tài liệu [9] cho thấy giá trị ứng lực x và z theo bề dày cuộn HA và CA với các đường thẳng ở các tọa độ: vị trí biên trong (x0), ở giữa (x1) và biên ngoài (x2) cuộn CA và HA được thể hiện ở Bảng 4.5
Bảng 4.5 Bảng giá trịứng suất lực ở 3 vị trí theo bề dày cuộn HA và CA
Ứng suất lực lớn nhất tại các vị trí (N/m2) Cuộn HA Cuộn CA Hướng kính (x) Hướng trục (z) Hướng kính (x) Hướng trục (z) Biên trong (x0) 0,11. 107 1,948. 107 -3,427. 107 0,94. 107 Ở giữa (x1) 2,872. 107 2,071. 107 -1,616. 107 1,153. 107 Biên ngoài (x2) 5,444. 107 1,558. 107 0,12. 107 0,57. 107 Từ các kết quả phân bố ứng lực lớn nhất ở trên có thể tính được tổng ứng lực xz cho như Bảng 4.6. Thành phần tổng suất lực điện từ ngắn mạch lớn nhất là ở cạnh ngoài cuộn HA (tính theo bề dày cuộn dây)
Bảng 4.6 Bảng kết quả phân bốứng suất có giá trị lớn nhất giữa phương pháp PTHH 3D
mặt cắt và PTHH 3D [9] Phân bốứng suất max PTHH 3D (mặt cắt) PTHH 3D Tổng ứng suất xyz (N/m2) Cuộn HA 5,444.107 5,789.107 Cuộn CA 3,427.107 3,975.107
Để khảo sát chi tiết hơn về lực điện từ ngắn mạch tại khu vực cạnh ngoài cùng cuộn HA, tài liệu [9] đã khảo sát tại 11 vị trí như Hình 4.30
(a) (b)
Hình 4.30 Các đường khảo sát (a) trên cuộn HA và hình chiếu bằng 11 vị trí khảo sát (b)
[9]
Trên mỗi đường thẳng khảo sát ta thấy ứng lực điện từ ngắn mạch lớn nhất nằm tại vị trí giữa của đường thẳng (tức giữa cuộn dây theo chiều cao). Nhìn đồ thị Hình 4.31 ta thấy rằng trên 10 đường khảo sát thì vị trí giữa của đường thẳng tại các vị trí
Đường thẳng khảo sát
129
4 và 6 có giá trị lớn nhất, tức vùng vách cong phía ngoài của cuộn HA có ứng suất lực lớn nhất.
Hình 4.31 Phân bốứng suất lớn nhất trên cuộn HA [9]
Kết quả về ứng suất lực điện từ ngắn mạch MBA VĐH 630 kVA từ tài liệu [9] được sử dụng để tính toán ứng suất ngắn mạch tổng hợp ở phần tiếp theo
Ứng suất ngắn mạch tổng hợp MBA VĐH 630 kVA
Ứng suất tác dụng vào dây quấn MBA khô, tẩm cách điện epoxy là tổng xếp chồng ứng suất do lực điện từ; ứng suất do độ chênh lệch nhiệt độ giữa dây quấn và epoxy; và ứng lực do phân bố nhiệt độ không đồng đều ở lớp epoxy.
Sau khi xác định được giá trị ứng suất lực điện từ và ứng suất nhiệt, ta có thể tính ứng suất tổng hợp phân bố theo chiều cao cuộn HA. Phân bố ứng suất ngắn mạch tổng hợp ở cạnh ngoài cuộn HA được thể hiện trong đồ thị Hình 4.32