Проект силового трёхфазного трансформатора мощностью 4300 кВА
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
еров охлаждающих каналов, что даст возможность уменьшить внутренний перепад температуры в обмотках и, как следствие этого, несколько уменьшить охлаждающую поверхность бака трансформатора. Расчет обмоток начинается с обмотки низкого напряжения. Устройство многослойной цилиндрической обмотки трансформатора из прямоугольного провода поясняет рис. 5.
Рис. 4. Многослойная цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода: 1 - междуслойная изоляция из кабельной бумаги; 2 - бумажно-бакелитовое опорное кольцо; 3 - рейка, образующая охлаждающий канал
4.2Расчет обмотки НН
Расчет обмоток трансформатора, как правило, начинается с обмотки НН, располагаемой у большинства трансформаторов между стрежнем и обмоткой ВН.
Число витков на одну фазу:
Число слоев в обмотке:
Число витков в одном слое:
Напряжение одного витка:
Действительная индукция в стержне:
Высота обмотки (осевой размер обмотки):
Средняя плотность тока в обмотке:
Ориентировочное сечение витка:
По таблице 5.8 [1] по мощности 4300 кВА, току на один стержень 248,26 А, номинальному напряжению одной обмотки 10 кВ и сечению витка 134,41 мм2 - выбираем конструкцию цилиндрической многослойной обмотки из прямоугольного провода, намотка плашмя с тремя слоями.
Общий суммарный радиальный размер проводов, м, необходимый для получения полного сечения всех витков обмотки, для обмотки НН:
,
где kоc - средний коэффициент, учитывающий изоляцию проводов в осевом направлении обмотки, который может быть принят 0,92 для медного и 0,93 для алюминиевого провода; .
Если найденный суммарный размер b окажется больше размера, допустимого по плотности теплового потока, то обмотку следует разделить на две или три концентрические катушки так, чтобы у каждой из них суммарный размер был не больше допустимого.
Находим наибольший суммарный радиальный размер металла проводов обмотки для допустимой q ? 1200 Вт/м2:
где kз=0,75.
Ширина каждого осевого канала между катушками должна быть равна 0,01l1, но не менее 5 мм. Ввиду того, что обмотку следует выполнить с двумя осевыми каналами с междуслойной изоляцией шириной = 6х0,12 мм и выбирается по табл. (9.2) ст. 426 [1].
Радиальный размер провода а и число слоев обмотки nсл1 должны быть выбраны при помощи табл. 5.9 [1] так, чтобы добавочные потери в обмотке не вышли за принятый уровень. Например, при алюминиевом проводе, добавочных потерях до 5 % и суммарном радиальном размере проводов b = 0,015 м или 15 мм при числе слоев от одного до шести радиальный размер провода а = b / nсл1 будет изменяться от 15/1 = 15 до 15/6 = 2,5 мм. При таком числе слоев и размерах проводов согласно табл. 5.9 получить добавочные потери в пределах до 5% возможно. Изменение числа слоев при расчете легко достигается путем варьирования соотношения размеров поперечного сечения провода при заданной его площади.
Ориентировочный осевой размер витка: ;
где l - высота обмотки.
Размер витка без изоляции: hв1 = hв1 - 0,5 = 15,39 - 0,5 = 14,89 мм;
Выбор обмоточного провода:
По полученным величинам П1 и hв1, по сортаменту обмоточного провода по табл. 5.2 стр.212-213 [1] для трансформаторов подбираются подходящие провода с соблюдением следующих правил:
число параллельных проводов nв1 не более 4 - 6 при намотке плашмя и не более 6 - 8 при намотке на ребро;
число различных размеров проводов не более 2;
радиальные размеры всех параллельных проводов витка равны между собой;
при намотке на ребро отношение радиального размера провода к осевому его размеру не менее 1,3 и не более 3;
расчетная высота обмотки (Wсл1+1)hв1 на 0,5-1,5 см меньше, чем l.
Исходя из того, что полученное ориентировочное сечение витка невозможно получить из одного проводника сортамента провода представленного в табл.5.2 [1], используется виток, состоящий из трёх параллельных проводников.
Исходя из простоты технологии и величины добавочных потерь в обмотке, используется намотка плашмя. В этом случае больший размер провода b располагается в осевом направлении.
Выбираем сечение одного провода:
Размеры провода записываются следующим образом:
Марка провода х число параллельных прводов х ;
Выбираем провод марки: , т.е. ;
где число параллельных проводов nв1 = 3; a и b размер провода с изоляцией;
Под внутренним слоем обмотки располагается электрический экран - алюминиевый незамкнутый цилиндр толщиной 0,5 мм.
Полное сечение витка: П1 = nв1П = 3?43,7 = 131,1 мм2,
где П - сечение одного провода выбранное по таблице (5.2) [1] ;
Полученная плотность тока:
Осевой размер обмотки:
Напряжение двух слоев обмотки:
Междуслойная изоляция по таблице (4.7) - 60,12 мм. Шесть слоев кабельной бумаги по 0,12 мм, выступ изоляции на торцах обмотки 22 мм на одну сторону.
Радиальный размер обмотки без экрана:
,
где nk = 2 - число каналов; nв1 = 3 - число параллельных проводов.
Обмотка наматывается на бумажно-бакелитовый цилиндр.
Радиальный размер обмотки с экраном: ;
Внутренний диаметр: ;
Наружный диаметр:
Масса метала обмотки НН по (7.7) ст. 306 [1]:
<