Расчет силового трансформатора ТМ-250 кВА
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ала между обмотками, м.
Подставляя численные значения в выражение (8), определим среднюю плотность тока в обмотке
Найденная величина средней плотности тока в обмотке лежит в пределах, указанных для трансформаторов соответствующей мощности и принятого материала обмоток в таблице 2.4 /3, с. 15/.
В процессе расчета обмоток необходимо контролировать их радиальный размер (толщину), так как он существенно влияет на тепловой режим обмотки, а также на величину добавочных потерь активной энергии в ней.
Предельно допустимое значение радиального размера обмотки для проектируемого трансформатора с естественным масляным охлаждением равно
(9)
где qдоп - предельно допустимая плотность теплового потока на поверхности обмотки, Вт/м2, принимаемая по рекомендациям /3, с. 53/;
kзак - коэффициент закрытия, учитывающий закрытие части охлаждаемой поверхности обмотки конструктивными элементами, принимается по рекомендациям /3, с. 53/.
Подставляя численные значения в выражение (9), определим предельно допустимое значение радиального размера обмотки
Расчет одно- и двухслойных цилиндрических обмоткок из прямоугольного провода
Число витков в одном слое определяется
Ориентировочный осевой размер витка, м,
Ориентировочное сечение витка, мм2,
Запишем подобранные размеры провода без изоляции АПБ 2 х 4,5 х 12,5 для низкой стороны.
Полное сечение витка определяется по формуле
Действительная плотность тока в обмотке будет равна
Осевой (вертикальный) размер витка , мм, определяется в соответствии с рисунком 5:
,
где - размер провода с изоляцией.
Рисунок 5 - Определение высоты витка
hв2 - высота витка; а, б - размеры провода без изоляции;
а , б - размеры провода с изоляцией
Осевой размер обмотки, м,
Радиальный размер обмотки определим, как
Внутренний диаметр обмотки будет равен
D2 = dн + 2а02 = 0,18 + 2410-3 = 0,188 м.
Наружный диаметр обмотки определим по формуле
D2 = D2 + 2а2 = 0,188 + 20,015 = 0,216 м.
Полная охлаждаемая поверхность обмотки будет равна
По2 = 2•сkзак(D2 + D2) L2? = 2•30,8(0,188 + 0,216)1,3263,14 = 8,074 м2.
Обмотка высокого напряжения. Регулирование напряжения обмоток ВН
При выборе обмотки ВН следует учитывать необходимость выполнения в обмотке ответвлений для регулирования напряжения. В ГОСТ 16110-82 предусмотрены два вида регулирования напряжения силового трансформатора:
а) регулирование напряжения переключением ответвлений обмотки без возбуждения после отключения всех обмоток трансформатора от сети (устройство ПБВ);
б) регулирование напряжения без перерыва нагрузки и без отключения обмоток трансформатора от сети (устройство РПН).
Регулировочные ответвления на обмотках ВН трансформатора служат для поддержания нормального уровня напряжения у потребителей электрической энергии при колебаниях нагрузки. У понижающих трансформаторов при необходимости повысить (понизить) напряжение на стороне НН следует переходить на меньшее (большее) число витков на стороне ВН. У повышающих трансформаторов переходят на большее или меньшее число обмотки ВН при необходимости повысить или понизить напряжение на стороне ВН.
В масляных трансформаторах мощностью от 25 до 200000 кВА с ПБВ, к которым относится проектируемый трансформатор, ГОСТ 12022-76, ГОСТ 11920-85 и ГОСТ 12965-85 предусмотрено выполнение в обмотках ВН четырех ответвлений на +5 %; +2,5 %; -2,5 %; -5 % номинального напряжения помимо основного зажима с номинальным напряжением. Переключение ответвлений обмоток должно производиться специальными переключателями, встроенными в трансформатор, с выведенными из бака рукоятками управления.
На рисунке 6 представлена схема размещения регулировочных ответвлений.
Рисунок 6 - Схема выполнения ответвлений в обмотке ВН при регулировании напряжения без возбуждения (ПБВ)
Расчет обмоток ВН. Предварительный расчет обмоток
Число витков при номинальном напряжении определим, как
Число витков на одной ступени регулирования напряжения при соединении обмотки ВН в треугольник
где ?U - напряжение на одной ступени регулирования обмотки, В.
Ступени регулирования напряжения будем выполнять равными между собой, а это обуславливает равенство числа витков на ступенях. В этом случае число витков обмотки на ответвлениях будет равно:
-ступень напряжения +5 %
?+5 % = ?1 = ?н1 + 2?р = 1250 + 232 = 1314 витков;
-ступень напряжения +2,5 %
?+2,5 % = ?н1 + ?р = 1250 + 32 = 1282 витков;
-номинальное напряжение
?н1 = 1250 виток;
-ступень напряжения -2,5 %
?-2,5 % = ?н1 - ?р = 1250 - 32 = 1218 витков;
-ступень напряжения -5 %
?-5 % = ?н1 - 2?р = 1250 - 232 = 1186 витков.
Осевой размер обмотки ВН
L1 = L2 = 0,676 м.
Плотность тока в обмотке ВН
J1 ? 2Jср - J2 = 21,95-1,894=2,006 А/мм2.
Сечение витка обмотки ВН:
Расчет многослойной цилиндрической обмотки из круглого провода
Сечение витка обмотки ВН представлено на рисунке 7.
Рисунок 7 - Сечение витка ОВН
По найденному сечению витка обмотки ВН и сортаменту обмоточного провода для т?/p>