Проектирование силового трансформатора с цилиндрическими слоевыми обмотками и масляным охлаждением
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
я потерь в обмотках:
;
Предварительные значения потерь в стали магнитопровода
Предварительные значения потерь в стали магнитопровода равны:
Масса электротехнической стали магнитопровода
Рассчитаем предварительное значение массы электротехнической стали магнитопровода:
;
Масса проводникового материала обмоток
Определим массу проводникового материала обмоток:
,
где с0 - отношение стоимости 1 кг обмотки и магнитопровода:
.
. Предварительный расчет основных размеров и конструктивных показателей трансформатора
Средняя плотность тока в обмотках
Средняя плотность тока в обмотках равна:
.
Отношение полного числа витков в обмотке к номинальному числу витков при диапазоне регулирования 2Ч2,5% найдем, выразив числа витков в относительных единицах (по отношению к номинальному числу витков):
.
Для отношения плотностей токов обмоток НН() и ВН() берем среднее значение из диапазона (0,75ч0,85), т.е.: .
С учетом средней приближенной плотности токов обмоток , регулировочных витков в обмотке ВН и выбранного отношения плотности токов каждой из обмоток соответственно равны:
;
.
Определение фазных токов и напряжений обмоток
Определим фазные токи и напряжения обмоток для схемы Y/Y:
;
;
;
Рассчитаем предварительные значения площади сечений витков обмоток НН и ВН:
;
.
Произведем подбор провода обмотки НН. Для этого определим, что виток будет состоять из 4-х проводов. Найдем площадь одного провода. Поскольку площадь витка больше 16 мм2, то предварительно по таблице Б3 [1] выберем алюминиевый прямоугольный провод марки АПБ сечением 32,5 мм2 и составим сечение витка:
.
Толщина изоляции на две стороны tв1 = 0,45 мм и размерами: a1 = 13 мм, b1 = 2,5 мм. Величина толщины изоляции провода на две стороны, с учетом допуска на толщину изоляции 0,1 мм, определяется так:
.
Определим предварительное значение среднего коэффициента заполнения ЦС-обмотки из провода прямоугольного сечения:
.
Сечение витка обмотки ВН по предварительным расчетам составляет: .
Провод обмотки ВН целесообразно выбрать круглым, чтобы избежать проблем при наматывании обмотки. По данным таблицы Б1 [1] к нашим расчетам наиболее подходит провод марки АПБ диаметром d02 = 2,65 мм с сечением Sпр = 5,515 мм2, причем виток будет состоять из двух элементарных проводов:
.
Изоляция для данного провода tв2 = 0,3 мм, допуск на толщину изоляции 0,1 мм, общая величина изоляции:
.
Расчетный диаметр изолированного провода:
.
Определим предварительное значение среднего коэффициента заполнения ЦС-обмотки из провода круглого сечения с учетом толщины межслойной изоляции tм = 0,36 мм:
.
Предварительно предположим установку регулировочных витков в обмотке ВН(2) и примем: ,
а ранее было рассчитано: .
Рассчитаем предварительное значение среднего коэффициента заполнения проводниковым материалом сечений катушек как отношение суммарной площади проводников обмотки в окне к полной площади сечения в окне катушки этой обмотки вместе с катушечной, витковой и слоевой изоляцией:
.
По таблице 2.9 [1] значение коэффициента ?k = 0,55. Отклонение расчетного ?k от показателей значений серийных трансформаторов составляет:
,
что допустимо.
Для рассчитываемого трансформатора классом номинального напряжения 10 кВ устанавливается испытательное напряжение в 35 кВ, согласно таблице 2.5 [1].
Рассчитаем внутреннюю изоляцию масляного трансформатора (изоляцию обмоток, отводов, переключателя в масле).
Внутренняя изоляция подразделяется на:
1.поперечную изоляцию между обмотками и изоляцию обмоток от стержня (изоляция поперек окна, см. рис. 2.). Общий размер изоляционных промежутков поперек окна обозначается lq, мм:
.
2.продольную изоляцию между обмотками и ярмом - lq , мм:
Учитывая, что Sн = 250 кВА и класс напряжения для обмоток НН 0,69 кВ (т.е. до 1 кВ), согласно таблице 2.6 [1] выбираем минимально допустимый изоляционный промежуток для обмоток НН от ярма: , и минимально допустимый изоляционный промежуток для обмоток НН от стержня: .
Sн, кВАКласс напряжения, кВНН от ярма 0,5l01, ммНН от стержня a01, мм2500,69154
Теперь определим минимально допустимые изоляционные расстояния для обмоток ВН согласно таблицы 2.7 [1]:
Sн, кВАКласс напряжения, кВВН от ярмаМежду ВН и ННМежду ВН и ВН0,5l02, ммa12, ммt12, ммlн2, ммa22, мм2501015931510
где:
t12 - толщина изоляционного цилиндра между обмотками НН и ВН;
lh2 - выступ этого цилиндра за высоту обмоток.
Класс напряжения ВН (до 35 кВ) и номинальная мощность (в диапазоне 25ч400 кВА) рассчитываемого трансформатора не предусматривают наличие изоляционной шайбы и междуфазной перегородки, поэтому в таблице данные величины не приведены и при расчетах учтены не будут.
Расчетные значения a12 и a22 изоляционных промежутков будут завышены в 2 раза с целью эксперимента.
Выберем схему радиальн?/p>