Расчет силового трансформатора ТМ-250 кВА
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
и НН осуществляется жесткими бумажно-бакелитовыми или мягкими цилиндрами, намотанными при сборке трансформатора из электроизоляционного картона. Выступ цилиндра за высоту обмотки обеспечивает отсутствие разряда по поверхности цилиндра между обмотками или с обмотки на стержень. Между обмотками ВН соседних стержней устанавливается междуфазная перегородка из электроизоляционного картона.
Минимально допустимые изоляционные расстояния от обмотки до стержня и ярма, между обмотками, а также главные размеры изоляционных деталей с учетом конструктивных требований и производственных допусков, определенные по таблицам 2.7 и 2.8 /3, с. 46/, представлены в таблицах 6 и 7.
Таблица 6 - Минимальные изоляционные расстояния обмотки НН
Мощность трансформатора, кВАUисп для ОНН, кВРасстояние ОНН от ярма - l02, ммРасстояние ОНН от стержня, мм?02ац2а02l02250515картон, 1 мм-4-
Таблица 7 - Минимальные изоляционные расстояния обмотки ВН
Мощность трансформатора, кВАUисп для ОВН, кВРасстояние ОНН от ярма - l01, ммРасстояние ОВН от ОНН, ммВыступ цилиндра - lц1, ммРасстояние ОВН от ОВН соседнего стержня - а11, мма12?1225025302731510
Расчет основных размеров трансформатора
Проектируемый трансформатор характеризуется тремя основными размерами:
а) d - диаметр окружности, к которую вписано ступенчатое сечение стержня (условно называемый диаметром стержня);
б) L - высота обмоток (осевой размер);
в) d12 - средний диаметр витка двух обмоток (средний диаметр осевого канала между обмотками).
Осевой размер обмоток L обычно принимается одинаковым для ОВН и ОНН. Размер d12 связывает диаметр стержня d с радиальными размерами обмоток а1, а2 и с размером осевого канала между ними а12.
Полученные основные размеры позволяют определить (с помощью исходных данных и рекомендуемых изоляционных расстояний) все остальные размеры, определяющие форму и объем магнитной системы.
Диаметр стержня d определяется по выражению
(3)
где Sc - мощность на один стержень, кВА;
? - соотношение основных размеров, принимаемое по таблице 3.1 /3, с. 48/;
ар - приведенная ширина канала рассеяния, м;
kр - коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному полю (коэффициент Роговского), принимаемый по рекомендациям /3, с. 49/;
f - частота питающей сети, Гц, равная промышленной;
Ukp - реактивная составляющая Uk, %;
Вс - рекомендуемое значение индукции в стержне, Тл, принимаемый по таблице 3.3 /3, с. 49/;
kc - коэффициент заполнения активной сталью площади круга, охватывающего сечение стержня.
Значение ар рассчитываем по выражению
(4)
где а1, а2 - радиальные размеры, мм, ОВН и ОНН соответственно.
Поскольку на данном этапе расчета а1 и а2 неизвестны, то можно воспользоваться приближенным расчетом приведенной ширины двух обмоток
(5)
где k - расчетный коэффициент, принимаемый по таблице 3.2 /3, с. 48/
Подставляя произведя замену и численные значения в выражение (4), получим
Коэффициент kс равен произведению коэффициентов
kс = kзапkкр = 0,960,918 = 0,881.
Подставляя численные значения коэффициентов в выражение (3), определим диаметр стержня
Используя полученное значение диаметра, примем ближайшее стандартное его значение dн из нормализованного ряда, приведенного в таблице 3.4 /3, с. 50/:
dн = 0,180 м.
После этого по нормализованному значению dн скорректируем принятую ранее величину ?
Средний диаметр осевого канала между обмотками определим, как
d12 = dн + 2а02 + 2а2 + а12. (6)
Неизвестный радиальный размер ОНН а2 на данном этапе расчета определим, как
Подставляя численные значения в выражение (6), определим средний диаметр осевого канала между обмотками
d12 = 0,180 + 2410-3 + 20,026 + 2710-3 = 0,267 м.
Высоту обмотки определим, как
Расчет обмоток. Определение общих параметров обмоток
Предварительным этапом расчета обмоток является определение напряжения одного витка. ЭДС одного витка представляет собой характеристику магнитопровода трансформатора и является общим параметром для обеих обмоток.
Напряжение витка определим, как
Uв = 4,44fВcПс, (7)
где Bc - индукция в стержне магнитопровода, Тл;
f - частота питающей сети, Гц;
Пc - активное сечение стержня, м2, рассчитываемое по выражению
Подставим численные значения в выражение (7) и определим напряжение витка
Uв = 4,44501,60,022407 = 7,95897 В.
Обмотка низкого напряжения. Предварительный расчет ОНН
Число витков на одну фазу ОНН определим по формуле
После округления числа витков скорректируем под него значение напряжения одного витка
а также индукцию в стержне
Далее во всех расчетах будем использовать только эти значения напряжения витка и индукции в стержне.
Среднюю плотность тока в обмотке определим по формуле
(8)
где kd - коэффициент, учитывающий добавочные потери в обмотках, в отводах, в стенках бака и других металлических конструкциях от гистерезиса и вихревых токов, определяемый из таблицы 4.1 /3, с. 52/.
Pк - заданное значение потерь короткого замыкания, Вт;
Uв - напряжение витка, В;
Sн - номинальная мощность трансформатора, кВА;
d12 - средний диаметр кан