Efforts de court-circuit des transformateurs

Le champ de fuite des enroulements au courant de court-circuit de crête, les efforts radiaux et axiaux sur chaque enroulement et les vérifications de l'IEC 60076-5 : contrainte circonférentielle, flambage, basculement des conducteurs, pression sur les cales et les anneaux d'extrémité, température.

GRATUIT · SANS INSCRIPTION v1.0.0 · vérifié sur 11 cas de référence

DONNÉESune phase · mm · MPa

1 · Puissance assignée d'après la plaque signalétique

Puissance assignée [MVA] Fréquence [Hz]

Tension HT [kV] entre phases Tension BT [kV] entre phases

Couplage HT Couplage BT

Impédance de court-circuit [%] sur la prise nominale X/R du transformateur et du réseau réunis

Puissance de court-circuit du réseau [MVA] IEC 60076-5 Tableau 2

2 · Fenêtre du noyau une colonne

Diamètre de la colonne [mm] Hauteur de fenêtre [mm] de culasse à culasse

3 · Enroulements du noyau vers l'extérieur

Hauteurs depuis la culasse inférieure. Une lacune de prise ne comporte aucune spire (prise nominale, spires de réglage exclues). Des enroulements superposés ont les mêmes diamètres intérieur et extérieur.

4 · Défaut IEC 60076-5

Durée [s] thermique, 2 s sauf accord contraire Température de l'enroulement avant [°C] ambiante + échauffement

Isolation

Valeurs d'exemple, pas une installation réelle. Les résultats se mettent à jour pendant la saisie.

COURANT DE CRÊTE î27.8 × I_r

FLUX DANS LA LACUNE2.58 T

CHAMP DE FUITE · r–z, UNE COLONNE

COMPRESSION AXIALE SUR LA HAUTEUR

EFFORT EN FONCTION DU TEMPS · 100 PREMIÈRES msF ∝ i²

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MÉTHODE DE CALCUL · AVEC VOS VALEURS

Étape par étape, avec vos valeurs

01
Équilibre████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
02
Réactions████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
03
Effort tranchant████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
04
Moment fléchissant████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
05
Flèche████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
06
Contrainte████ ██ ███████ · ██████ = ██.██

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Références : Rabins, AIEE Trans. 1956 — champ de fuite des enroulements concentriques ; IEC 60076-5:2006 — courant de court-circuit, vérifications de tenue de l'Annexe A, température ; Kulkarni & Khaparde, Transformer Engineering (2012) — flambage et un cas MEF publié.

HYPOTHÈSES & LIMITES

Type à colonnes, enroulements cylindriques concentriques sur une colonne. Le champ est axisymétrique : les colonnes extérieures, la cuve, les connexions et la structure de serrage n'y figurent pas.
Noyau et culasses de perméabilité infinie ; courant des enroulements uniformément réparti sur leur section (le détail spire par spire et l'isolation des conducteurs ne sont pas modélisés).
La lacune de prise ne comporte aucune spire (prise nominale, spires de réglage exclues) ; les autres positions de prise déplacent les ampères-tours et nécessitent leur propre calcul.
Efforts de crête au premier pic de courant, entièrement asymétrique (k√2 d'après le Tableau 4 de l'IEC 60076-5). L'effort axial est repris par l'extrémité vers laquelle l'enroulement est poussé ; la précontrainte de serrage et la réponse dynamique du carton comprimé ne sont pas incluses.
Contrainte circonférentielle moyenne = effort radial/(2π × section du conducteur). Flexion entre supports : poutre encastrée aux deux extrémités sous la densité d'effort locale J·B. Flambage : théorie élastique de l'anneau avec le module d'élasticité du conducteur ; les conducteurs écrouis ou préalablement déformés flambent plus tôt.

AVERTISSEMENT · Uniquement à des fins pédagogiques et de prédimensionnement. Les résultats doivent être vérifiés par un ingénieur qualifié avant toute utilisation en conception.

AU-DELÀ DE LA FENÊTRE 2D

Colonnes extérieures, connexions, structure de serrage et réponse dynamique du carton comprimé — nous menons l'enroulement dans une étude électromagnétique et structurelle 3D complète.

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