Проектирование силового трансформатора с цилиндрическими слоевыми обмотками и масляным охлаждением
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
мотках НН и ВН
Средняя плотность тока в обмотках:
.
Полученное значение отличается от результата предварительного расчета и расчета с помощью САПР "Аметист" . Согласно [1] рекомендуемое значение для алюминиевых обмоток составляет . Поскольку мы вправе воспользоваться значениями предварительного расчета, принимаем значение средней плотности в обмотках:
Плотность тока в обмотке ВН:
.
Плотность тока в обмотке НН:
.
Предварительное значение средней тепловой нагрузки обмоток:
.
Данное значение входит в рекомендуемый диапазон для алюминиевых обмоток трансформатора мощностью 250 кВА согласно таблице 2.10 [1].
Расчет обмотки НН
Предварительное значение площади сечения витка:
.
Число витков в слое обмотки:
.
Вследствие намотки витков по винтовой линии по высоте слоя требуется уложить w+1 витков. Для учета неплотностей при изготовлении обмотки и стремлении спружинить после снятия ее с оправки вводится добавочный коэффициент 1,03.
Осевой размер витка с изоляцией:
.
Расчетный размер изоляции принимается на 0,1 мм больше истинного размера для обеспечения рационального размещения обмоток в окне:
.
Осевой размер провода без изоляции:
.
Радиальный размер прямоугольного провода без изоляции:
,
где коэффициент 1,02 учитывает округление кромок проводов прямоугольного сечения.
Требуется выбрать провод с осевым размером и радиальным размером . Такого провода в сортаменте (таблица Б3 [1]) отсутствует, поэтому составляем сечение витка из 6-ти параллельных проводов. По высоте витка располагаются 3 проводника, по ширине - 2. По таблице сортамента провода выбираем провод со следующими характеристиками:
;
.
Провод наматывается плашмя (см. рис. 4).
Рисунок 4. Сечение витка обмотки НН
Размеры и марка провода:
.
Проверка действительной высоты обмотки по выбранному сечению витка:
Полный радиальный размер обмотки, состоящей из двух слоев с учетом ширины вертикального охлаждающего канала равен:
.
Радиальный размер обмотки без канала:
.
Уточняем действительную плотность тока в обмотке НН:
.
Расчет обмотки ВН
Предварительное значение площади сечения витка:
.
По таблице Б1 [1] сортамента круглого провода выбираем ближайшее сечение провода и диаметр неизолированного провода при этом составляет .
Размеры и марка провода:
,
где - диаметр изолированного провода.
Уточняем действительное значение плотности тока в обмотке по выбранному полному сечению витка:
.
Разместим проводники по слоям обмоток.
Число витков в слое:
.
Число слоев обмотки:
.
Округление производим до ближайшего большего целого числа.
Разделим обмотку ВН каждой фазы на две катушки - Г и Д. Количество слоев в частях обмоток отделенных каналом, выбираем пропорционально количеству охлаждающих поверхностей этих катушек. Катушка Г имеет одну поверхность охлаждения, а катушка Д - две, поэтому катушка Г выполняется из 2-х слоев, а катушка Д - из пяти.
Толщина изоляции между слоями выбирается по суммарному рабочему напряжению двух слоев:
.
Согласно таблице 3.1 [1] в качестве межслойной изоляции выбираем три слоя кабельной бумаги толщиной по 0,12 мм. Толщина межслойной изоляции:
.
Радиальный размер обмотки (с каналом между слоями):
.
Радиальный размер катушки Г:
.
Радиальный размер катушки Г:
.
Радиальный размер обмотки без канала:
.
Радиальные размеры и размещение обмоток в окне:
Рисунок 5. Разделение обмотки ВН на катушки Г и Д
Расстояние между осями обмоток - 273,1 мм, что меньше предварительно рассчитанной величины МО. Существенное отличие ~8% объясняется тем, что при детальном расчете взяты минимальные, а не удвоенные расстояния между НН и ВН. При пересчете с удвоенными расстояниями существенно уменьшается значение F0 , qm0 и возрастают средние значения плотностей обмоток, а значит и типоразмер проводов НН и ВН, причем при этом , т.е. намотку провода придется производить на ребро, что нежелательно с точки зрения технологической (сложность при намотке) и экономической (возрастают потери).
Определение площади поверхности охлаждения обмоток
Для обмотки НН и схемы на рис. 6:
Площадь охлаждаемой поверхности обмоток НН:
;
Рисунок 6. Радиальные размеры и размещение обмоток в окне
Площадь поверхности, закрытая рейками:
,
где число реек по окружности обмотки для трансформатора мощностью 100ч630 кВА;
обычная ширина реек;
число поверхностей обмотки НН, закрытых рейками;
Площадь эффективной поверхности охлаждения обмоток НН:
.
Для обмотки ВН
Площадь охлаждаемой поверхности ВН:
&nbs