Расчет трехфазного трансформатора
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
азмер обмотки:
a1=(2b+2a11)=2*7,3+2=16,6 мм
Внутренний диаметр:
Наружний диаметр:
Увеличено за счет 2-х слоев картона по 1 мм наружной изоляции катушки
Масса медной обмотки:
где
б) Расчет обмоток ВН
В масляных трансформаторах на стороне ВН осуществляется регулирование напряжения по схеме ПБВ (переключение без возбуждения). Регулирование напряжения по этой схеме осуществляется после отключения трансформатора от сети и он нагрузки путем перестановки соединяющей пластины (вводятся дополнительные витки, либо уменьшается число витков от номинального значения).
Для обеспечения такой регулировки в обмотке ВН выполняются четыре ответвления на +5, +2.5, -2.5, -5% UH и основной вывод на номинальное напряжение. Для получения на стороне ВН различных напряжений необходимо рассчитать число витков на напряжения: 5700, 5850, 6000, 6150, 6300 В.
Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении:
витков
Число витков на одной ступени регулирования
Число витков в ответвлениях:
Ступень 5700В W=W1-0,05W1= 348-2*9=330
Ступень 5850В W= W1-0,025W1= 348-9=339
Ступень 6000В W= W1= 348
Ступень 6150В W= W1+0,025W1= 348+9=357
Ступень 6300В W=W1+0,05W1=348+18=366
Ориентировочная плотность тока
Выберем размеры провода
=
При намотке таким проводником в 1 слое уместится
l1/b=50,1/0,73=68 витков
Все 366 витков уложатся в 6 слоев (5 слоев по 68 витков, 1 слой-26 витков)
Радиальный размер обмотки
Внутренний диаметр обмотки:
Наружный диаметр:
Масса металла обмотки:
Где Дср=27,8 см
Общая масса металла обмоток НН и ВН:
4. Определение параметров КЗ.
а) определяем потери КЗ:
Потери КЗ состоят из: основных потерь в обмотках НН и ВН, добавочных потерь в обмотках, основных потерь в отводах.
Основные (электрические) потери Рэ=Росн
трансформатор обмотка замыкание трехфазный
, где
НН:
ВН:
Дополнительные потери:
Kd1=kd2=1,1
Рд2=(kd2-1) Росн2=0,1*2365,2=236,52Вт
Рд1=(kd1-1) Росн1=0,1*3672=367,2Вт
Потери в отводах:
, где
Для ?:
Потв=19,8 мм - поперечное сечение витка
?=8,9 кг/дм3
Полные потери КЗ:
Потери в баке и металлических конструкциях:
Окончательно
, что находится в пределах заданной нормы 11600Вт.
б) рассчитаем напряжение короткого замыкания.
Активная составляющая:
Реактивная составляющая:
%
Где ap=a12+(a1+a2)|3=0,9+2,1=3
что на меньше заданной нормы.
. Окончательный расчет магнитной системы
а) Определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма:
Активное сечение стержня:
(где kз=0,965 табл. 10 метод.)
Активное сечение ярма:
Пфс и Пфя по таблице с учетом диаметра стержня (d=0,18 м)
Индукция в стержне:
Индукция в ярме:
№ пакета Стержень Ярмо
175Ч21 175Ч21
155Ч25 155Ч25
135Ч13 135Ч13
120Ч8 120Ч8
95Ч9 95Ч17
65Ч8
Ширина ярма:
,4*2=16,8 см
Длина стержня:
где l1=50,1 см l01=3 см
Расстояние между осями свободных стержней:
Д1=31,3 см а22=1 см
б) определение массы стали
Масса стали в стержнях:
- число стержней металлической системы
?ст=7650 - плотность трансформаторной стали
lс=56,1 - длина стержня
Масса стали ярм:
Gя=Gя+Gя=226,6+26=252,6 кг
Полная масса стали:
в) определение потерь и тока холостого хода
Потери холостого хода зависят от магнитных свойств, конструкции магнитной системы и принятой технологии ее изготовления. Кроме того в углах магнитной системы возникают добавочные потери, обусловленные анизотропией магнитных свойств холоднокатаной стали.
Потери ХХ в магнитной системе:
Pc=2,5Вт/кг Pя=2,5Вт/кг - удельные потери в стали при расчетной индукции и частоте
Кпд=1,08
Ку=1,3 - коэффициент для стали
что на меньше заданной нормы
Намагничивающая мощность:
Кт=4 - для медных обмоток
qc=2,92 - удельная намагничивающая мощность
qя=2,62 - удельная намагничивающая мощность
Ток холостого хода:
Активная составляющая: или
Реактивная составляющая: или
Полный ток холостого хода:
что на меньше заданного значения.
7. Тепловой расчет и расчёт системы охлаждения
Во время работы трансформатора в его активных материалах - металле обмоток и стали магнитной системы возникают потери энергии, выделяется тепло, трансформатор нагревается, увеличивая свою температуру, возникает температурный перепад между ним и окружающей средой, следовательно, часть тепла отводится в окружающую среду, в масляных трансформаторах от активных материалов тепло передается маслу и металлическому баку, от которого тепло рассеивается в окружающей среде.
а) поверочный тепловой расчет обмоток.
Внутренний перепад температуры:
обмотка НН ?02=q2*?/?из= =0,573Со,
где q2=Pосн2*кд/П02==325,2Вт/м2,
?= 0,3 мм - толщина изоляции,
кд=1,1
?из = 0,17Вт/мС (стр. 424, табл 9.1)
П02=kз*2а*1=0,965*2*4,15=8
kз=0,965
обмотка ВН ?01=q1*?/?из= =0,506С,
&nbs