Определение основных размеров трансформатора:

Выбор схемы и конструкции магнитной системы

В связи с тем, что изготовление плоской магнитной системы с косыми стыками в четырех и прямыми в двух углах (рис.8.) менее трудоёмко, то выбираем именно такую схему.

Рис.8. Плоская магнитная система с косыми стыками в четырех и прямыми в двух углах

Для того, чтобы магнитная система, собранная из массы пластин тонколистовой стали, обладала достаточной устойчивостью, её верхнее и нижнее ярма должны быть надежно соединены механически. Таким соединением верхних и нижних ярмовых балок в основе с плоской магнитной системой при напряжении обмотки ВН 6 кВ могут служить вертикальные шпильки, расположенные вне обмоток ВН и достаточно от них удаленных или надежно изолированные. Они также могут использоваться для осевой прессовки обмоток за счет небольшого сдвига вниз верхних ярмовых балок.

Выбор марки и толщины листов стали и типа изоляции пластин

Материалом для магнитной системы трансформатора выбираем электротехническую холоднокатаную анизотропную сталь марки 3404, толщиной 0.35мм.

Пластины электротехнической стали, заготовленные для сборки магнитной системы, во избежание возникновения между ними вихревых токов должны быть надежно изолированы одна от другой. Поэтому выбираем нагревостойкое изоляционное покрытие. Коэффициент заполнения для рулонной холоднокатаной стали в этом случае выбираем по (стр. 77 табл. 2.2) равен .

Выбор материала обмоток

Согласно заданию необходимо принять материал обмоточного

провода: алюминий.

Диаметр стержня

(стр. 106 3.17)

Мощность обмоток одного стержня

Ква

Ширина приведенного канала рассеяния трансформатора

(стр. 120)

где - размер канала между обмотками (стр. 184 табл. 4.5)

(стр. 120 3.28)

– суммарный приведенный радиальный размер обмоток

Где находится, как (стр. 121 табл. 3.3)

м (стр. 121 табл. 3.3 примечание 1)

м

(стр. 159 табл. 3.2)

Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному полю (коэффициент Роговского) при определении основных размеров можно приближенно принять

Частота Гц.

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %:

Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %:

(стр. 99 3.9)

P_к – потери короткого замыкания, Вт;

S – мощность трансформатора, кВА.

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %:

(стр. 99 3.10)

u_к – напряжение короткого замыкания в %;

u_а – активная составляющая напряжения короткого замыкания в %.

%.

Индукция в стержне Тл (стр. 78 табл. 2.4)

Коэффициент заполнения активным сечением стали площади круга, описанного около сечения стержня зависит от выбора числа ступеней в сечении стержня, способа прессовки стержня и размеров охлаждающих каналов, толщины листов стали и вида междулистовой изоляции, определим его по формуле:

(стр. 163 3.67)

(стр. 77 табл. 2.2)

(Примечание: При прессовке стержней путем расклинивания с внутренней обмоткой (до 630 кВА), а также в навитых элементах пространственных магнитных систем , полученное из таблицы уменьшить на 0.01)

Число ступеней - 6 (стр.83 табл. 2.5)

м

Ближайший нормализованный диаметр м

Определим значение : (стр. 163 3.69)

Средний диаметр канала между обмотками может быть предварительно приближенно определен по формуле

(стр. 163 3.70)

- радиальный размер осевого канала между стержнем и обмоткой НН ( м – смотри примечание на стр. 183. табл. 4.4),

- радиальный размер осевого канала между обмотками НН и ВН ( м),

- радиальный размер обмотки НН, может быть приближенно рассчитан по формуле:

(стр. 164 3.71)

Принимаем для трансформаторов мощностью 25-630 кВА с плоской магнитной системой.

м.

м

Расчет основных коэффициентов

Коэффициент заполнения круга К_КР = 0,8766 (таблица 2.5); изоляция пластин - нагревостойкое изоляционное покрытие, k₃=0,97 (таблица 2,2.3).
Коэффициент заполнения сталью

Ярмо много­ступенчатое, число ступеней 8, коэффициент усиления ярма k_Я = 1,05

(таб­лица 2.8). Индукция в ярме

Тл

Число зазоров в магнитной системе на косом стыке четыре, на прямом - три.. Индукция в зазоре на прямом стыке Тл на косом стыке

Тл

По таблице 3.6 находим коэффициент, учитывающий добавочные потери в об­мотках k_d = 0,95 и по таблицам 3.4, 3.5 постоянные коэффициенты для медных обмоток а = 1,484 и Ь = 0,174. Принимаем . Коэффициент, учитывающий добавочные потери,, вызванные резкой стали, снятием за­усенцев, прессовку магнитной системы и перешихтовку верхнего ярма, а также потери в зазоре К_пд = 1,21 (таблица 8.14). Коэффициент увеличения потерь в углах k_ПУ = 10,64 (таблица 8.13). Коэффициент, учитывающий уве­личение намагничивающей мощности в углах магнитной системы k_ТУ = 42,45 (таблица. 8.20). Коэффициент, учитывающий ширину пластин в углах маг­нитной системы k_ТПЛ = 1,07 (таблица 8.21). Удельные потери в стали р_с=1,15 Вт/кг, р_я=1,004 Вт/кг (таблица 8.10). Намагничивающая мощность q_c= 1,526 ВА/кг, q_я=1,263 ВА/кг, для зазоров на прямых стыках = 19200 ВА/м ², на косых – = 2500 ВА/м ² (8.17).

(3.30);

кг (3.35)

кг (3.36)

кг (3.52)

Минимальная стоимость активной части трансформатора (3.55)

Предельные значения по допустимым значениям плотности тока и растягивающим моментам.

(3.61a)

; β_σ = 6,8,

Масса одного угла магнитной системы (3.45)

Активное сечение стержня (3.59).

, м ²

Площадь зазора на прямом стыке.

, м ²

Потери холостого хода (8.33).

Полная намагничивающая мощность (8.44).

Коэффициенты:

=1,36

=1,07

=1,0

=1,0

Таблица 1.1 Предварительный расчет трансформатора типа ТМН-630/10 с плоской шихтованной магнитной системой и алюминиевыми обмотками.

β	0,7	0,75	2,25	2,3	2,35
x	0,914691	0,930605	1,224745	1,231493	1,238132
X^2	0,83666	0,866025	1,5	1,516575	1,532971
X^3	0,765286	0,805927	1,837117	1,867652	1,89802
A1/x	400,9331	394,077	299,4338	297,793	296,1962
A2*X^2	23,99792	24,84021	43,0245	43,49992	43,97021
Gc=A1/X+A2*X^2	424,931	418,9172	342,4583	341,2929	340,1664
B1*X^3	183,592	193,342	440,7244	448,0496	455,3351
B2*X^2	10,61722	10,98986	19,035	19,24534	19,4534
Gя=B1*X^3+B2*X^2	194,2092	204,3319	459,7594	467,295	474,7885
Gст=Gc+Gя	619,1403	623,2491	802,2177	808,5879	814,9549
Gy=13,5*X^3	18,02248	18,97959	43,26411	43,9832	44,69838
1,39Gc	590,6541	582,295	476,017	474,3972	472,8313
1,21Gя	234,9932	247,2415	556,3089	565,4269	574,4941
6,57Gy	118,4077	124,6959	284,2452	288,9696	293,6684
Px	944,055	954,2324	1316,571	1328,794	1340,994
Пс=0,016X^2	0,01757	0,018187	0,0315	0,031848	0,032192
2,35Gc	998,5879	984,4555	804,777	802,0384	799,391
1,95Gя	378,708	398,4471	896,5309	911,2252	925,8376
85,97Gу	1549,392	1631,675	3719,416	3781,235	3842,72
1332X^2	1197,353	1239,378	2146,665	2170,386	2193,85
Qx	4124,041	4253,956	7567,389	7664,885	7761,799
I0=Qx/10S,%	0,65461	0,675231	1,201173	1,216648	1,232032
G0=C1/x^2	291,9943	282,0933	162,8667	161,0866	159,3637
1,03Go	300,7542	290,5561	167,7527	165,9192	164,1447
Gпр=1,03*1,03G0	309,7768	299,2728	172,7852	170,8968	169,069
Ko,cGпр	529,7183	511,7565	295,4628	292,2336	289,108
Cа,ч=Gст+kо,с*Gпр	1148,859	1135,006	1097,681	1100,821	1104,063
j
σр	4,538143	4,77915	10,89411	11,07517	11,25526
d=Ax	0,159156	0,161925	0,213106	0,21428	0,215435
d12=ad	0,236188	0,240297	0,316249	0,317991	0,319706
l=π*d12/	1,059471	1,006044	0,441343	0,434127	0,427181
C	0,361188	0,365297	0,441249	0,442991	0,444706

Результаты расчётов представим в виде графиков. По графикам определим оптимальное значение b

Рисунок 1.1 Изменение массы стали стержней, ярм, магнитной системы и металла обмоток с изменением b

Рисунок 1.2 Изменение потерь с изменением для трансформатора типа ТМН-630/10 с алюминиевыми обмотками

Рисунок1.3 Изменение тока холостого хода с изменением для трансформатора типа ТМН-630/10 с алюминиевыми обмотками.

Рисунок1.4 Изменение относительной стоимости активной части с изменением b

Рисунок 1.5 Изменение механических напряжений и плотности тока с изменением β

Высота обмотки

Высота обмотки определяется по формуле

(стр. 164 3.72)

м

Активное сечение стержня (чистое сечение стали)

Активное сечение стержня определяется по формуле

(стр. 164 3.73)

Электродвижущая сила одного витка

Электродвижущая сила одного витка определяется по формуле

(стр. 164 3.74)

В

Дата добавления: 2015-08-27