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