Расчет силового трансформатора ТМ-250 кВА
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?ансформаторов (см. таблицу 4.3) /3, с. 64/,подбираем провод подходящего сечения
где nв1 - число параллельных проводов.
Полное сечение витка, мм2
П1 = nв1П"1 = 14,163 = 4,163 мм2,
где П"1 - сечение одного провода, мм2.
Плотность тока
Число витков в слое
где b1 - диаметр провода в изоляции, мм.
Число слоев в обмотке
Рабочее напряжение двух слоев
Uмсл = 2?сл1Uв = 22447,96= 3884,48 В.
По рабочему напряжению двух слоев по таблице 4.4 /3, с. 65/ выбираем число слоев и общую толщину ?мсл кабельной бумаги в изоляции между двумя слоями обмотки.
Численные данные выбранных величин представлены в таблице 8.
Таблица 8 - Межслойная изоляция в обмотке ВН
Суммарное рабочее напряжение двух слоев обмотки, ВЧисло слоев кабельной бумаги и толщина листа бумаги, шт. х ммВыступ межслойной изоляции на торцах обмотки (на одну сторону), мм3884,486 х 0,1222
Допустимость получаемого радиального размера обмотки по условиям охлаждения проверяется по выражению
dnсл1 ? (10)
Подставляя численные значения в неравенство (10), получим
В нашем случае условие (10) выполняется.
Конструктивная схема ОВН представлена на рисунке 8.
Рисунок 8 - Конструктивная схема ОВН
Радиальный размер обмотки
а1 = d1nсл1 + ?мсл(nсл1 - 1) + а11 = 2,765 + 0,72(5 - 1) + 5 = 21,68 мм.
Внутренний диаметр обмотки
D1 = D"2 + 2а12 = 0,216 + 22710-3 = 0,27 м.
Наружный диаметр обмотки
D"1 = D1 + 2а1 = 0,27 + 221,6810-3 = 0,313 м.
Поверхность охлаждения
По1 = сnkзак? (D1 + D1) L1 = 320,83,14 (0,27 + 0,313) 0,676 = 5,94 м2,
где n = 2 и kзак = 0,8 - для обмотки, выполненной в виде двух катушек на рейках с каналом, приняты по рекомендациям /3, с. 66/.
Определение параметров короткого замыкания Потери короткого замыкания
Суммарные потери короткого замыкания выражаются формулой
Pк = Росн1kд1 + Росн2kд2 + Ротв1kотв1 + Ротв2kотв2 + Рв, (11)
где Росн1, Росн2, Ротв1, Ротв2 - основные потери в ОВН, ОНН, в отводах ОВН и отводах ОНН соответственно;
kд1, kд2, kотв1, kотв2 - коэффициенты добавочных потерь в ОВН, ОНН, в отводах ОВН и отводах ОНН соответственно;
Рв - потери в стенках бака и других ферромагнитных элементах конструкции трансформатора, вызванные полем рассеяния обмоток и отводов.
Масса металла обмотки НН без учета изоляции
где ? - плотность меди, равная 2700 кг/м3 /3, с. 73/.
Масса металла обмотки ВН без учета изоляции
Основные потери в обмотках
-обмотка НН:
-
Росн2 = 12,7510-12J22Gн = 12,7510-12(1,894106)228,463 = 1301,8 Вт;
-обмотка ВН:
-
Росн1 = 12,7510-12J12Gв = 12,7510-12(2,006106)238,581 = 1979,5 Вт.
Коэффициент добавочных потерь для обмотки НН определим, как
kд2 = 1 + 0,037108(bkp/L)2a4n2, (12)
где а - размер провода в радиальном направлении обмотки, м;
n - число проводников обмотки;
L - высота обмотки, м;
kр - коэффициент Роговского;
b - осевое направление обмотки, м.
Подставляя численные значения в выражение (12), получим
kд2 = 1 + 0,037108(0,0130,95/0,676)2(510-3)4502 = 1,002.
Коэффициент добавочных потерь для обмотки ВН определим, как
kд1 = 1 + 0,017108(dykp/L)2d4n2, (13)
где d - диаметр провода без изоляции, м;
n - число проводников обмотки в радиальном направлении;
L - высота обмотки, м;
kд - коэффициент Роговского;
y - число слоев обмотки в осевом направлении.
Подставляя численные значения в выражение (13), получим
kд1 = 1 + 0,017108(2,7610-3810,95/0,676)2(2,7610-3)4252 = 1,006.
Общая длина отводов обмотки НН
lотв2 = 7,5L2 = 7,50,676 = 5,07 м.
Общая длина отводов обмотки ВН
lотв1 = 14L1 = 140,676 = 9,464 м.
Масса металла проводов отводов обмотки НН
Gотв2 = lотв2П2 ? = 5,07110,810-62700 = 1,517 кг.
Масса металла проводов отводов обмотки ВН
Gотв1 = lотв1П1 ? = 9,4644,16310-62700 = 0,106 кг.
Основные потери в отводах НН
Ротв2 = 12,7510-12J22Gотв2 = 12,7510-12(1,894106)21,517 = 69,383 Вт.
Основные потери в отводах ВН
Ротв1 = 12,7510-12J12Gотв1 = 12,7510-12(2,006106)20,106 = 5,438 Вт.
Ввиду малости массы металла в отводах основные потери в них составляют обычно не более 5-8 % суммарных потерь короткого замыкания, а добавочные потери - не более 5 % основных потерь в отводах. Это позволяет принять при расчетах коэффициенты добавочных потерь о отводах ОВН и ОНН kотв1 = kотв2 = 1.
Потери в баке и деталях конструкции определим, как
Рв = 0,175Sн = 0,175250 = 43,75 Вт.
Подставляя численные значения в выражение (11), получим
Pк = 1979,51,006 + 1301,81,002+ 5,438 •1+69,3831 + 43,75 = 3614,4 Вт.
Полные потери короткого замыкания не должны отклоняются от технического условия на проект на 5 %, в нашем случае отклонение составляет 2,3%.
Напряжение короткого замыкания
Активная составляющая Uка в процентах от номинального напряжения
.
Реактивная составляющая Uкр в процентах от номинального напряжения
Определим полное напряжение короткого замыкания трансформатора