Средняя плотность тока в обмотках :

Jср = 104(0.76kgPкUв/Sd12 = 104(0.746(0.91(26000(25.5/25000(0.448 =

= 401.86(104 А/м2 = 3.67 МА/м2

Сечение витка ориентировочно:

П1 = П`в = Iф1/Jср = 1208/3,67(106 = 329.15(10-6 м2 = 330 мм2

По таблице 5.8 по мощности 2500 кВА, току на один стержень 1208 А,

номинальному напряжению одной обмотки 690 В и сечению витка 330 мм2 –

выбираем конструкцию винтовой обмотки.

Размер радиального канала предварительно: hк = 5 мм.

Число реек по окружности обмотки – 12.

Ширина между витковых прокладок: bпр.=40 мм

Ориентировочный осевой размер витка:

hв1 = [pic]+ hк = [pic]– 0.005 = 0.0208 м = 20.8 мм

Ввиду того, что hв1>15 мм и по графикам рис. 5.34(а) (Л-1) при

максимальном размере медного провода b=15 мм и плотности тока J=3.50 МА/м2

плотность теплового потока q=2400, что при естественном масляном охлаждении

не допускается, выбираем двух ходовую винтовую обмотку с радиальными

каналами в витках и между витками с равномерно распределённой

транспозицией.

По полученным ориентировочным значениям П1 и hв1 в таблице 5.2

подбираем значение сечения витка из 12-ти параллельных проводов:

ПБ12([pic]

Разделённых на две группы по шесть проводов с каналами по 5 мм между

группами витка и между витками (рис.2).

Для частичной компенсации разрыва в обмотке ВН при регулировании

напряжения размещаем в середине высоты обмотки НН шесть радиальных каналов

по 10 мм.

Полное сечение витка: П1 = 12(27.8 = 333.6 мм2 = 333.6(10-6 м2

Плотность тока: J1 = 1208(106/333.6 = 3.62 МА/м2

По графику рис.5.34(а) (Л-1), находим, что для J=3.6 МА/м2 и b=9,5 мм,

q=1600 Вт/м2

Высота обмотки:

l1 = (27+1)(2(9.5(10-3+[(27(2+1-6)(5+10(6](0.95(10-3 = 532(10-3+289,75(10-

3

( 0.82 м

Радиальный размер обмотки: а1 = 6(3.65(10-3 = 0.022 м.

По таблице 4.4 (Л-1) для Uисп.1=5 кВ, S=2500 кВА и винтовой обмотки

находим а01=15 мм, обмотка наматывается на 12 рейках на бумажно-бакелитовом

цилиндре размером

[pic](0.0,93 м

3,65

9,5

5 Рис. 2 Сечение

витка обмотки НН.

9,5

22

Внутренний диаметр обмотки:

D`1 = d+2a01 = 0.32+2(0.015 = 0.35 м

Внешний диаметр обмотки по (7.19):

D``1 = D`1+ 2f1 = 0.35+2(0.022 = 0.394

м

Плотность теплового потока на поверхности обмотки по (7.19)

q = [pic](10-10 = [pic](10-10 ( 780 Вт/м2

В обмотке предусматривается равномерно распределённая транспозиция

параллельных проводов-12 транспозиций по принципиальной схеме рис. 5.29 (Л-

1). Первая транспозиция после первого витка, 11 последующих с шагом в два

витка, т.е. после третьего витка, пятого витка и т.д. .

Масса метала обмотки по (7.6) (Л-1):

G01 = 28(103cDср(1П1 = 28(103(3(0.372(27(333.6(10-6 = 281.5 кг

Масса провода по таблице 5.5 (Л-1)

G пр1 = 281.5 (1,02 = 287,13 кг

Расчёт обмотки ВН.

Выбираем схему регулирования по рис. 3 (6.14) (Л-1) с выводом концов всех

трёх фаз обмотки к одному трёх фазному переключателю. Контакты

переключателя рассчитываются на рабочий ток 41,24 А. Наибольшее напряжение

между контактами переключателя в одной фазе:

рабочее: [pic]%U2, т.е. 2020 В

испытательное: [pic]%U2, т.е. 4040 В.

для получения на стороне В различных напряжений необходимо соединять

|Напряжение, В |Ответвления обмотки |

|36 750 |A2 A3 B2 B3 C2 C3 |

|35 875 |A3 A4 B3 B4 C3 C4 |

|35 000 |A4 A5 B4 B5 C4 C5 |

|34 125 |A5 A6 B5 B5 C5 C6 |

|33 250 |A6 A7 B6 B7 C6 C7 |

Число витков в обмотке ВН при номинальном напряжении:

(H[pic]=(1[pic] = 27Ч[pic] = 790 витков

Число витков на одной ступени регулирования:

(р = [pic] = 19 витков

Для пяти ступеней

|Напряжение, В |Число витков на ответвлениях |

|36 750 |790+2Ч19=828 |

|35 875 |790+19=809 |

|35 000 |790 |

|34 125 |790-19=771 |

|33 250 |790-2Ч19=752 |

Ориентировочная плотность тока

J2 ( 2ЧJср.– J1= 2Ч3.67Ч106 – 3.62Ч106 = 3.72 МА/м2

Ориентировочное сечение витка

П`2 ( [pic]= 11Ч10-6 м2 = 11 мм2

По таблице 5,8 (Л-1) выбираем непрерывную катушечную обмотку из медного

прямоугольного провода (S=2500 кВА; I2= 41.24 A; U2= 35000 B; П`2 = 11

мм2). По сортаменту медного обмоточного провода (табл. 5,2) выбираем провод

марки ПБ.

ПБ–1Ч[pic] сечением П2 = 11,2 Ч 10-6 м2

Плотность тока в обмотке: J2 = [pic] = 3.68 МА/м2.

При J2 = 3.68 МА/м2 и b=7.1 мм по графикам рис. 5,34 (а) находим

q = 1000 Вт/м2

Принимаем конструкцию обмотки с радиальными каналами по 4,5 мм между всеми

катушками. Две крайние катушки вверху и внизу катушки отделены каналами по

7,5 мм (см. табл. 4,10) (Л-1).

Схема регулирования напряжения (по рис. 6,14) (Л-1), канал в месте разрыва

обмотки hкр = 12 мм (см. табл.4,9) (Л-1).

Основной размер катушки 7,6 мм.

Число катушек на стержне ориентировочно:

Nкат.2 ( [pic]= 77,6 ( 77 катушек.

Число витков в катушке ориентировочно:

(кат ( [pic] = 10,75

Радиальный размер: а`2 = 2,10 ( 11 = 23,1 ( 23 мм

Общее распределение витков по катушкам:

62 основные катушки В по 11 витков……………………682 витков

7 основных катушек Г по 10 витков……………………….70 витков

8 регулировочных катушек Д по 9,5 витков………………76 витков

Всего: 77 катушек…………………………………………...828 витков

Расположение катушек на стержне и размеры радиальных каналов приняты по

рис. 3 (а).

Осевой размер обмотки:

l = (hкат + (hкан = [7,6(77+0,95((12,1+4(75)] ( 10-3 ( 0,880 м

По испытательному напряжению Uисп.= 85 кВ и мощности трансформатора S=2500,

канал между обмотками ВН и НН ……………………....а`12 = 27 мм

Толщина цилиндра ……………………………………………….…(`12 = 5 мм

Выступ цилиндра за высоту обмотки …………………………..…l`11 = 55 мм

Расстояние между обмотками ВН двух соседних стержней ……а`22 = 30 мм

Толщина междуфазной перегородки ………………………………(`22 = 3 мм

Расстояние от обмотки ВН до ярма ……………………………...…l`0 = 75 мм

Согласно параграфу 4,3 (Л-1) принимаем размеры бумажно-бакелитового

цилиндра, на котором на 12 рейках наматывается обмотка диаметром:

[pic] ( 0,93

основные размеры обмоток трансформатора показаны на рис. 3 (б).

Плотность теплового потока на поверхности обмотки для катушки Г по

(7,19) (Л-1):

q2 = [pic] ( 10-10

q2 = [pic](10-10 = [pic] ( 10-4 = 719 Вт/м2

Масса металла обмотки ВН:

G02 = 28(103(c(Dср(w1(П1= 28(103(3(0,473(790(11,2(10-6 = 351,5 кг

Масса провода в обмотке ВН с изоляцией:

Gпр 2 = 1,03(351,5 кг = 362 кг

Масса металла (меди) обмоток НН и ВН:

Gо = Gо1 + Gо2 = 281,5+351,5 = 633 кг

Масса провода двух обмоток:

Gпр = Gпр1 + Gпр2 = 287,13+362 = 649,13 кг

Рис. 3 Обмотка трансформатора.

(а) Катушки

4Г 31В 4Д 4Д 31В 3Г

2(7,5мм 34(4мм 1(12мм 34(4мм 2(7,5мм

Каналы

(б)

15 22 27 25

30

75

55

4 5

3

Расчёт токов короткого замыкания.

Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называются

потери, возникающие в трансформаторе при номинальной частоте и

установленной в одной из обмоток тока, соответствующего его номинальной

мощности при замкнутой накоротко второй обмотки.

Потери короткого замыкания согласно параграфу 7.1 (Л-1):

Основные потери в обмотках по параграфу 7.3, при t = 75( C.

Обмотка НН:

Росн.1 = 2,4(10-12(J12(Gоб.1 = 2,4(10-12(3,622(281,5 = 8853,3 Вт

Обмотка ВН:

Росн.2 = 2,4(10-12(J22(Gоб.2 = 2,4(10-12(3,682(351,5 = 11424,4 Вт

Принимаем kр = 0,95

Добавочные потери в обмотке НН: kД1 = 1,038

Добавочные потери в обмотке ВН: kД2 = 1.005

Основные потери в отводах рассчитываются следующим образом:

Длина отводов определяется приближённо по (7,21) (Л-1):

lотв = 7.5(l = 7.5(0.82 = 6.15 м

Масса отводов НН: (при плотности меди отводов ( = 8900 кг/м3)

Gотв.1 = lотв.(Потв.1( ( = 6,15(333,6(10-6(8900 = 18,26 Вт

Потери в отводах НН: (при k = 2,4(10-12)

Ротв.1 = k(J12(Gотв.1 = 2,4(10-12(3,622(1012(18,26 = 574,3 Вт

Масса отводов ВН: (при плотности меди отводов ( = 8900 кг/м3)

Gотв.2 = lотв.(Потв.2( ( = 6,15(11,2(10-6(8900 = 0,613 Вт

Потери в отводах НН: (при k = 2,4(10-12)

Ротв.2 = k(J22(Gотв.2 = 2,4(10-12(3,682(1012(0,613 = 19,92 ( 19 Вт

Потери в стенках бака и других элементах конструкции до выяснения размеров

бака определяем приближённо, по (7,25) и табл. 7,1 (Л-1):

Рб = 10kS = 10(0,03(2500 = 750 Вт

Полные потери короткого замыкания:

Рк = Росн.1(kД1 + Росн.1(kД1 + Ротв.1 + Ротв.2 + Рб =

=8853,3(1,038 + 11424,4(1,005 + 574,3 + 19 + 750 = 22014,5 Вт

Для номинального напряжения обмотки ВН:

Рк = 22014,5 – 0,05(11481,522 = 21440 Вт

или [pic] = 82,5 %

Напряжение короткого замыкания рассчитывается согласно параграфу 7,2 (Л-1):

Активная составляющая:

uа = [pic] = [pic] = 0,8576 %

Реактивная составляющая:

uр = [pic]

где: f = 50 Гц

S`= 833.3 кВА

( = 2,83

ар = а12 + [pic]=0,0426

kp = 0.95

kq = 1.031

up = [pic] ( 10-1 = 5.93 %

Напряжение короткого замыкания:

uк = [pic]= 5.99 %

или 5,99(100/6,5 = 92,15 % заданного значения.

Установившийся ток короткого замыкания на обмотке ВН по (7,38) и табл. 7,2

(Л-1):

Iк.у. = [pic] = 687,34 А

Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания:

iк.max = 1,41kmax (Iк.у. = 2,32(687,34 = 1594,63 А

при [pic]=6,9,

по табл. 7,3 (Л-1): kmax([pic]=2.32

Радиальная сила по (7,43) (Л-1):

Fp = 0.628 ( (iк.max ( w)2 ( ( ( kp ( 10-6 =

0.628((1594.63(790)2(2.83(0.95( (10-6 = 267 944 Н

Температура обмотки через tк = 5 сек. после возникновения короткого

замыкания по (7,54) (Л-1):

( = [pic] + (н = [pic] + 90 = [pic] ( 90 =

= 209,13( С

Расчёт магнитной системы трансформатора.

Определение размеров магнитной системы и массы стали по параграфу 8,1.

Принята конструкция трёхфазной плоской шихтованной магнитной системы,

собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3404,0,35

мм по рис 4. Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из

стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по

табл. 8.4 (Л-1), для стержня диаметром ,0320 м без прессующих пластин.

Число ступеней в сечении стержня 9, в сечении ярма 7.

Размеры пакетов в сечении стержня и ярма по табл. 8.4

|№ пакета |Стержень, мм |Ярмо (в половине |

| | |поперечного сечени), |

| | |мм |

|1 |310(40 |310(40 |

|2 |295(22 |295(22 |

|3 |270(24 |270(24 |

|4 |25014 |25014 |

|5 |230(11 |230(11 |

|6 |215(7 |215(7 |

|7 |195(8 |195(8 |

|8 |155(12 |– |

|9 |135(5 |– |

Страницы: 1, 2, 3