Уточняется значение b

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Рисунок 1 – Главная изоляция обмоток НН и ВН

1.2 Расчёт основных размеров трансформатора

Диаметр окружности, в которую вписано ступенчатое сечение стержня, м,

(1.9)

где b– коэффициент, ;

К_р– коэффициент Роговского, ;

а_р– ширина приведённого канала рассеивания, м,

(1.10)

а₁₂– размер канала между обмотками НН и ВН, м,

– суммарный приведённый радиальный размер обмоток, м,

(1.11)

К– коэффициент, ,

В_с– индукция в стержне, Тл,

К_с– общий коэффициент заполнения активным сечением стали площади круга,

К_с=К_кр×К_з, (1.12)

К_кр определяется по таблице 2.6 с учётом прессовки стержней равен 0,92,

К_з– коэффициент для сталей 3404 и 3405 с толщиной листа 0,35 мм равен 0,96,

К_с=0,92×0,96=0,8832;

f– частота сети, Гц;

Ближайшее стандартное значение d_н=0,14м.

Уточняется значение b

(1.13)

Средний диаметр окружности ОВН и ОНН, м,

(1.14)

где а=1,36;

d₁₂=1.36×1,06×0,14=0,202

Ориентировочная высота обмоток, м,

(1.15)

Активное сечение стержня, м²,

(1.16)

Предварительная величина напряжения витка, В,

(1.17)

1.3 Расчёт обмоток трансформатора

Средняя плотность тока в обмотках, А/мм²

(1.18)

где к_д– коэффициент, учитывающий добавочные потери в обмотках, отводах(ответвлениях), стенках бака ТР;

Р_к– в Вт;

S – в кВ×А;

d₁₂– в мм;

Полученное значение J_ср лежит в допустимых пределах

J_ср=1,2–2,5

Допустимое значение большего из двух размеров проводника, мм,

(1.19)

где q – удельный тепловой поток (на охлаждаемой поверхности), Вт/м²;

К_з– коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности обмоток конструкционными (изоляционными) деталями (для цилиндрических обмоток К_з=0,8);

1.3.1 Расчёт обмотки низкого напряжения

Число витков на одну фазу ОНН

(1.20)

Уточняется напряжение одного витка, В,

(1.21)

Действительное значение индукции в стержне, Тл,

(1.22)

В качестве ОНН принимается цилиндрическая обмотка из круглого провода.

Сечение витка, мм²,

(1.23)

Выбирается сечение П₁ и размер .

АПБ, 19,63.

Уточнённая плотность тока, А/мм²,

(1.24)

Число витков в слое

(1.25)

Число слоёв в обмотке

(1.26)

Рабочее напряжение двух слоёв, В,

(1.27)

Выбирается число слоёв и общая толщина кабельной бумаги в изоляции между двумя слоями обмотки d_сл1, мм,

d_сл1=2´0,12=0,24

Выступ междуслойной изоляции на торцах обмотки (на одну сторону) принимается равным 12 мм.

Размер катушки, мм,

(1.28)

обмотка каждого стержня делится на две катушки.

Ширина изоляционного промежутка между катушками, мм,

Радиальный размер обмотки, мм,

(1.29)

Уточнённый размер высоты ОНН, мм,

(1.30)

Внутренний диаметр ОНН, мм,

, (1.31)

а₀₁– изоляционный промежуток между обмоткой и стержнем, мм;

– наружный диаметр ОНН, мм,

, (1.32)

Поверхность охлаждения, м²,

(1.33)

Рассчитывается точное число витков в каждом слое ОНН.

Общее число витков W₁=82.

Число витков в слое

Число витков в слоях:

2 слоя по 41.

Рисунок 2 - Обмотка низкого напряжения

1.3.2 Расчёт обмотки высокого напряжения

Число витков ОВН при номинальном напряжении

(1.34)

Число витков на одной ступени регулирования

(1.35)

где DU – напряжение на одной ступени регулирования, В,

(1.36)

Число витков на каждой ступени регулирования и соответствующее напряжение, В,

W₂=W_Н2+2×W_р U_ВН+2×DU,

W₂=W_Н2+2×W_р U_ВН+DU,

W_Н2 U_ВН, (1.37)

W₂=W_Н2-W_р U_ВН-DU,

W₂=W_Н2-2×W_р U_ВН-2×DU,

713,05+2×176,15=1066,05 3637,413

713,05+176,15=889,2 3550,81

713,05 3464,203,

713,05-176,15=536,9 3377,5,

713,05-2×176,15=360,75 3291,

Предварительная плотность тока, А/мм²,

(1.38)

Сечение витка ОВН, мм²,

(1.39)

В качестве обмотки ОВН принимается цилиндрическая обмотка из круглого провода.

Выбирается сечение П₂ и размер .

АПБ, 4,375.

Уточнённая плотность тока, А/мм²,

(1.40)

Число витков в слое

(1.41)

Число слоёв в обмотке

(1.42)

Рабочее напряжение двух слоёв, В,

(1.43)

Выбирается число слоёв и общая толщина кабельной бумаги в изоляции между двумя слоями обмотки d_сл2, мм,

d_сл2=2´0,12=0,24.

Выступ междуслойной изоляции на торцах обмотки (на одну сторону) принимается равным 12мм.

Размер катушки, мм,

(1.44)

обмотка каждого стержня делится на две катушки.

Число слоёв во внутреннем слое принимается равным 2.

Ширина изоляционного промежутка между катушками, мм,

Радиальный размер обмотки, мм,

(1.45)

Уточнённый размер высоты ОВН, мм,

(1.46)

Внутренний диаметр ОВН, мм,

(1.47)

Наружный диаметр ОВН, мм,

(1.48)

Поверхность охлаждения, м²,

(1.49)

где n=2, k=0,75;

Рассчитывается точное число витков в каждом слое ОВН.

Общее число витков W₂=1066.

Число витков в слое

(1.50)

Число витков в слоях:

Рисунок 3 – Обмотка высокого напряжения

1.4 Определение потерь короткого замыкания

Потери короткого замыкания Р_к в ТР складываются из основных потерь и добавочных потерь в обмотках, в отводах между обмотками и вводами, потерь в стенках бака и других металлических элементах конструкции ТР, вызванных полем рассеяния обмоток и вводов, Вт:

(1.51)

1.4.1 Основные потери в обмотках

Потери в обмотке НН, Вт,

(1.52)

Потери в обмотке ВН, Вт,

(1.53)

где М_А1(2)– масса алюминия обмоток НН (ВН), кг,

(1.54)

D_ср1(2) – средний диаметр обмоток НН (ВН), мм,

(1.55)

1.4.2 Добавочные потери в обмотках

Коэффициенты добавочных потерь:

для обмотки НН:

(1.57)

где

m – число проводников в слое;

n – число слоев;

Рисунок 4 – Размещение проводов ОНН

m=41, n=2;

для обмотки ВН:

где

Рисунок 5 – Размещение проводов ОВН

m=75, n=7;

1.4.3 Потери в отводах

Сечение отвода равно сечению витка обмотки, м²,

П_отв1=38,632×10^-6,

П_отв2=4,345×10^-6.

Длина провода отводов, мм,

l_отв1»7,5×l₁, (1.58)

l_отв2»14×l₂,

l_отв1»7,5×400=3000

l_отв2»14×400=5600

Масса металла отвода, кг,

М_отв1(2)=2700×l_отв1(2)×П_отв1(2), (1.59)

М_отв1=2700×3000×38,632×10^-6=0,313,

М_отв2=8,47×5600×4,345×10^-6=0,035.

Основные потери в отводах, Вт,

(1.60)

Добавочные потери в отводах задаются коэффициентом добавочных потерь в отводах, равным 1,02…1,05.

1.4.4 Потери в стенках бака и деталях конструкции

Р_d=10×k×S, (1.61)

где k=0,015…0,07, S – в кВА;

Р_d=10×0,02×100=20.

Погрешность величины Р_к относительно Р_к заданной, %,

(1.62)

1.5 Напряжение короткого замыкания

Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %,

(1.63)

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,

(1.64)

где мм,

=19,мм

к_р – коэффициент Роговского, уточняется по формуле

(1.65)

(1.66)

Напряжение короткого замыкания, %,

(1.67)

Погрешность, %,

1.6 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток

Действующее значение установившегося тока короткого замыкания, А,

(1.68)

Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания, А,

(1.69)

где K_max– коэффициент, учитывающий максимально возможную апериодическую составляющую тока,

(1.70)

Значение принимается равным 1,6;

В цилиндрических обмотках при коротком замыкании целостность ОВН не нарушается, так как отключенные витки (для регулирования U_ВН) находятся в последнем или двух последних слоях. Следовательно, распределение сил соответствует рисунку 6.