Расчет трансформатора
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?ескую составляющую тока,
(1.64)
Значение принимается равным 1,971;
В цилиндрических обмотках при коротком замыкании целостность обмотки ВН не нарушается, так как отключенные витки (для регулирования ) находятся в последнем или двух последних слоях. Следовательно, распределение сил соответствует рисунку 6.
Рисунок 2 - Распределение сил в обмотках
Радиальная сила
(1.65)
где тогда
(1.66)
где тогда
Наибольшей является сила поэтому её значение используется для дальнейших расчётов.
Радиальная сила сжатия (растяжения),
(1.67)
Напряжение сжатия (растяжения) в проводе обмотки НН (ВН),
(1.68)
где
Осевая сила достигает максимального значения на середине обмотки,
(1.69)
Сжимающее напряжение,
(1.70)
где
Предельная условная температура обмоток, С,
(1.71)
где - наибольшая продолжительность короткого замыкания на трансформаторе;
- начальная температура обмотки (обычно принимается 90 С);
где - предельно допустимое значение температуры
Время, в течение которого обмотка достигает ,с,
(1.72)
Таким образом, рассчитанные потери и напряжение короткого замыкания не превышают заданные (проектные) более, чем на 10%.
Температура обмоток спустя 9 секунды после возникновения короткого замыкания не превысила допустимой равной 250 С. Следовательно, расчет обмоток можно считать удовлетворительным.
1.7 Определение размеров магнитной системы
Выбирается трехфазная плоская магнитная система, собираемая из пластин холоднокатанной анизотропной стали марки 3404 с толщиной листа 0,35 мм.
Способ прессовки стержня - расклиниванием с обмоткой (без прессующей пластины) (таблица 2.5).
Размеры пакетов в сечении стержня и ярма (таблица 8.2):
- диаметр стержня;
- число ступеней в стержне;
- число ступеней в ярме;
- коэффициент заполнения круга для стержня;
- ширина крайнего наружного пакета ярма.
Сечение стержня состоит из 6 ступеней. В ярме 5 ступеней, сечение ярма повторяет сечение стержня, два последних пакета объединены в один. Поперечное сечение представлено на рисунке 3 .
Рисунок 3 - Поперечное сечение стержня и ярма
Таблица 3 - Размеры пакетов в сечении стержня и ярма
№ пакетаСтержень, ммЯрмо, мм114519145192135131351331201312013410591059585885156557 -
Активное сечение стержня,
(1.73)
где - площадь ступенчатой фигуры сечения стержня;
Активное сечение ярма,
(1.74)
где - площадь ступенчатой фигуры сечения ярма;
Объём стали угла магнитной системы,
(1.75)
где - объём угла магнитной системы;
Длина стержня,
(1.76)
где и - расстояние от обмотки до верхнего и нижнего ярма;
Масса стали угла магнитной системы,
(1.77)
где - удельная масса стали;
Масса стали ярм,
(1.78)
где - масса частей ярм, заключённых между осями крайних стержней,
(1.79)
где - расстояние между осями стержней,
(1.80)
- масса стали в частях ярм от оси крайнего стержня до края ярма,
(1.81)
Масса стали стержней,
(1.82)
где - масса стали стержней в пределах окна магнитной системы,
(1.82)
- масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма,
(1.83)
Полная масса стали,
(1.84)
План шихтовки магнитной системы представлен на рисунке 4.
Рисунок 4 - План шихтовки магнитной системы
1.8 Расчёт потерь холостого хода
Режим работы трансформатора при питании одной из его обмоток от источника с переменным напряжением при разомкнутых других обмотках называется режимом холостого хода. Потери, возникающих в трансформаторе в режиме холостого хода при номинальном синусоидальном напряжении на первичной обмотке и номинальной частоте, называются потерями холостого хода.
Для плоской трёхфазной магнитной системы, собранной из пластин холоднокатанной анизотропной стали, с прессовкой стержней расклиниванием с внутренней обмоткой (НН), а ярм - ярмовыми балками, и имеющей четыре угла на крайних и два на средних стержнях, потери холостого хода,
(1.85)
где - коэффициент, учитывающий резку пластин;
- коэффициент, учитывающий снятие заусенцев;
- коэффициент, учитывающий сочетание косых и прямых стыков (косые стыки в четырёх углах, прямые - в двух углах (рисунок 4);
- коэффициент увеличения потерь, зависящий от формы сечения ярма;
- коэффициент, учитывающий прессовку магнитной системы;
- коэффициент, учитывающий перешихтовку магнитной системы, при мощности трансформатора до 250 кВА равен 1,01.
Для определения удельных потерь необходимо уточнить значения индукции стержня и ярма ,
Индукция на косом стыке,
(1.86)
Площадь сечения стержня на косом стыке,
(1.87)
Определяем удельные потери в стали и в зоне шихтования стыка для рассчитанных значений индукции в таблице 4.
Таблица 4 - Удельные потери<