Расчет трансформатора
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
p>
Радиальный размер обмотки,
(1.44)
При наличии экрана
(1.45)
Уточнённый размер высоты обмотки ВН,
Изоляционный промежуток при наличии экрана,
(1.46)
Внутренний диаметр обмотки ВН,
(1.47)
Наружный диаметр обмотки ВН,
(1.48)
Поверхность охлаждения,
(1.45)
где
Рассчитывается точное число витков в каждом слое обмотки ВН.
Общее число витков Распределение витков по слоям:1 слой - 307 витков,21 слой - по 250 витков; слой с числом витков 307 располагается во внутренней катушке.
Число витков в слое
Рисунок 1 - Основные размеры обмоток трансформатора
1.4 Определение потерь короткого замыкания
Потерями короткого замыкания называются потери, возникающие в трансформаторе при номинальной частоте и установлении в одной из обмоток тока, соответствующего ее номинальной мощности, при замкнутой накоротко вторичной обмотке. Предполагается равенство номинальных мощностей обеих обмоток.
Потери короткого замыкания в трансформаторе складываются из основных потерь и добавочных потерь, отводов между обмотками и вводами, потерь в стенках бака и других металлических элементах конструкции трансформатора, вызванных полем рассеяния обмоток и вводов,
(1.46)
1.4.1 Основные потери в обмотках
Потери в обмотке НН,
(1.47)
Потери в обмотке ВН,
(1.48)
где - масса медных обмоток НН (ВН),
(1.49)
- средний диаметр обмоток НН (ВН),
(1.50)
1.4.2 Добавочные потери в обмотках
Добавочные потери от вихревых токов, вызванные собственным магнитным полем рассеяния обмоток, неодинаковы для отдельных проводников, различным образом расположенных в обмотке по отношению к полю рассеяния.
Наибольшие добавочные потери в трансформаторе возникают в проводниках, находящихся в зоне наибольших индукций, т. е. в слое проводников, прилегающем к канале между обмотками. Наименьшие потери возникают в слое, наиболее удаленном от соседней обмотки.
Коэффициенты (средние) добавочных потерь:
для обмотки НН (см. рисунок 4)
(1.51)
где
(1.52)
где
Добавочные потери в обмотках трансформатора возникают как от продольного поля рассеяния с осевым по отношению к обмоткам направлением индукционных линий, так и от поперечного поля с радиальным направлением линий.
1.4.3 Потери в отводах
Расчет основных потерь в отводах сводится к определению длины проводников и массы металла в отводах. Этот расчет может быть произведен после окончательного установления конструкции отводов. В процессе расчета может быть произведено приближенное определение массы металла отводов.
Сечение отвода равно сечению витка обмотки,
Длина провода отводов(схема соединения треугольник-звезда с нулевым проводом),
При соединении в треугольник
(1.53)
При соединении в звезду
(1.54)
Масса металла отвода,
(1.55)
Основные потери в отводах,
(1.56)
Добавочные потери в отводах задаются коэффициентом добавочных потерь в отводах, равным 1,02…1,05.
1.4.4 Потери в стенках бака и деталях конструкции
Поля рассеяния обмоток и отводов трансформатора, возникая в пространстве окружающем эти части, проникают также и в ферромагнитные детали конструкции трансформатора - стенки бака, прессующие балки ярм, прессующие кольца обмоток и т. д. Эти потери зависят от распределения и интенсивности поля рассеяния, от расположения, формы и размеров ферромагнитных деталей и нестабильности магнитных свойств современных конструкционных сталей.
На этапе расчета обмоток, когда размеры бака еще не известны, можно с достаточным приближением определить потери в баке и деталях конструкции,
(1.57)
где k=0,01…0,015.
Полные потери короткого замыкания,
Для номинального напряжения обмотки ВН средней ступени
(1.58)
1.5 Напряжение короткого замыкания
Напряжением короткого замыкания трансформатора называется приведенное к расчетной температуре напряжение, которое следует подвести при номинальной частоте к зажимам одной из обмоток при замкнутой накоротко другой обмотке, чтобы в обеих обмотках установились номинальные токи. При этом напряжение должно быть номинальным.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания,
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания,
(1.59)
где
трансформатор обмотка тепловой магнитный
- коэффициент Роговского, который уточняется по формуле
(1.60)
(1.61)
Напряжение короткого замыкания,
1.6 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток
Действующее значение установившегося тока короткого замыкания,
(1.62)
Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания,
(1.63)
где - коэффициент, учитывающий максимально возможную апериоди?/p>