Проектирование трансформатора силового ТМ-400/10-66У1
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
четным. Для трехфазного трансформатора с параллельным соединением обмоток стержней найденное по формуле (3.1) значение ?1 является также числом витков на один стержень. После округления числа витков следует найти напряжение одного витка, В,
(3.2)
и действительную индукцию в стержне, Тл,
(3.3)
Дальнейший расчет для каждого типа обмоток НН производится своим особым путем.
Покажем расчет двухслойных и однослойных цилиндрических обмоток из прямоугольного провода.
Число слоев обмотки выбирается обычно равное двум.
Число витков в одном слое:
для однослойной обмотки
(3.4)
для двухслойной обмотки
(3.4а)
Ориентировочный осевой размер витка, м,
(3.5)
Ориентировочное сечение витка, мм2,
(3.6)
где Jср - предварительное значение средней плотности тока:
для медных обмоток
для алюминиевых обмоток
К полученным значениям П1` и hв1 по сортаменту обмоточного провода для трансформаторов подбираются подходящие провода с соблюдением следующих правил:
а) число параллельных проводов nв1 не более 4-6 при намотке плашмя и не более 6-8 при намотке на ребро;
б) все провода имеют одинаковые размеры поперечного сечения;
в) радиальные размеры всех параллельных проводов витка равны между собой;
г) радиальные размеры проводов не выходят за предельные размеры, найденные по формулам, кривым или таблицам;
д) при намотке на ребро отношение радиального размера провода к осевому его размеру не менее 1,3 и не более 3;
е) расчетная высота обмотки (?сл+1)hв1 на 5-15 мм меньше l.
Подобранные размеры провода, мм, записываются так:
Полное сечение витка из nв1 параллельных проводов, м2 определяется по формуле
(3.7)
где П1`` - сечение одного провода, мм2.
Полученная плотность тока, А/м2,
.(3.8)
Осевой размер витка, м, определяется
Осевой размер обмотки, м,
(3.9)
Радиальный размер обмотки, м:
однослойной
(3.10)
двухслойной
(3.11)
радиальный размер канала а11 при U?1кВ выбирается по условиям изоляции не менее 4 мм и проверяется по условиям отвода тепла по таблице.
) Расчет обмоток ВН начинается с определения числа витков, необходимого для получения номинального напряжения, для напряжений всех ответвлений. Число витков при номинальном напряжении определяется по формуле
(3.12)
Число витков на одной ступени регулирования напряжения при соединении обмотки ВН в звезду
(3.13)
где ?U - напряжение на одной ступени регулирования обмотки или разность напряжений двух соседних ответвлений, В;
ив - напряжение одного витка обмотки, В.
Обычно ступени регулирования напряжения выполняются равными между собой, чем обусловливается также и равенство числа витков на ступенях.
Осевой размер обмотки ВН l2 принимается равным ранее определенному осевому размеру обмотки НН l1.
Плотность тока, А/м2, в обмотке ВН предварительно определяется по формуле
(3.14)
Сечение витка обмотки ВН мм2, предварительно определяется по формуле
(3.15)
После того как обмотка ВН рассчитана и размещена на стержне, для предварительной оценки ее нагрева определяется плотность теплового потока на ее охлаждаемой поверхности, Вт/м2, по формуле
(3.16)
Полученное q не должно быть более допустимого значения.
4. Определение параметров короткого замыкания
Потери короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называются потери, возникающие в трансформаторе при номинальной частоте и установлении в одной из обмоток тока, соответствующего ее номинальной мощности, при замкнутой накоротко второй обмотке.
Потери короткого замыкания Pк в трансформаторе делятся на составляющие:
1.Основные потери в обмотках НН и ВН, вызванные рабочим током обмоток, Росн1 и Росн2;
.Добавочные потери в обмотках НН и ВН, т.е. потери от вихревых токов, наведенным полем рассеяния в обмотках Рд1 и Рд2;
3.основные потери в отводах между обмотками и водами (проходными изоляторами) трансформатора Ротв1 и Ротв2;
.Добавочные потери в отводах, вызванные полем рассеяния отводов, Ротв,д1 и Ротв,д2;
.Потери в стенках бака и других металлических, главным образом ферромагнитных, элементах конструкции трансформатора, вызванные полем рассеяния обмоток и отводов Рб.
Основные потери в обмотках
Для определения основных потерь можно воспользоваться формулой . Однако на практике принято пользоваться этой формулой в преобразованном виде. Заменяя ток I произведением плотности тока в обмотке J, А/м2, на сечение витка П, м2, и раскрывая значение ,
где ? - удельное сопротивление провода, мкОм м,
l - полная длина провода, м.
Получаем:
; ;
(4.1)
для медного провода
(4.2)
для алюминиевого провода
(4.3)
Потери в одной обмотке
(4.4)
где с - число активных стержней трансформатора;
Dср - средний диаметр обмотки, м;
S` - мощность обмотки одного стержня, кВА.
Потери в двух обмотках двухобмоточного трансформатора определяются по формуле
(4.5)
выражение в скобках можно заменить
(4.6)
где d12 - средний диаметр ?/p>