Силовой трехфазный двухобмоточный трансформатор с масляным охлаждением
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
»я всего трансформатора:
Так как между слоями обмотки есть охлаждающий канал принимаем К = 6.
После определения потерь короткого замыкания для обмотки НН следует найти плотность теплового потока q1, Вт/м2, на поверхности обмотки:
.
Полученное значение q1 не должно превышать 1200 Вт/м2, для алюминиевых обмоток.
3.2 Расчет обмоток ВН
В обмотке ВН выполняют ответвления для регулирования напряжения путем переключения без возбуждения (ПБВ) после отключения всех обмоток от сети. В ГОСТе предусмотрено пять ответвлений на + 5; + 2.5; 0; - 2.5; - 5% от номинального напряжения.
Выбор той или иной схемы зависит от мощности трансформатора, схемы соединения фаз, номинального напряжения, типа обмотки ВН и осуществляется по табл. 2.5. При соединении обмотки ВН в треугольник схему регулирования не применяют. Выбираем следующую схему регулирования (рис.3).
Рис.3
Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении:
,
где UФ2 и UФ1 - номинальные фазные напряжения обмоток НН и ВН, В.
Число витков на одной ступени регулирования:
где UВ - напряжение одного витка обмотки, В, вычисляемое по формуле (8).
Число витков обмотки на ответвлениях + 5; + 2.5; 0; - 2.5; - 5% от номинального напряжения соответственно равно:
Предварительно плотность тока, А/мм2, в обмотке ВН:
,
где и - находят соответственно по формулам (9) и (17).
Сечение витка обмотки ВН, мм2,:
,
где Iф2 - номинальный фазный ток обмотки ВН, А.
Входные витки (катушки) обмотки ВН при ее номинальном напряжении 20 кВ и выше выполняют с усиленной изоляцией, предотвращающей пробой между витками при воздействии на обмотку импульсных перенапряжений.
Усиленную изоляцию делают и на входных катушках каждой фазы непрерывной катушечной обмотки с двух ее концов.
В многослойных цилиндрических обмотках из прямоугольного провода для повышения электрической прочности применяют междуслойную изоляцию из кабельной бумаги толщиной 0.12 мм.
Число слоев кабельной бумаги между двумя слоями определяют по суммарному рабочему напряжению двух слоев обмотки (табл. 3.6.).
Высоту междуслойной изоляции для увеличения пути разряда по поверхности между слоями делают большей, чем высоту слоя витков.
Расчет многослойной цилиндрической обмотки из прямоугольного провода.
Из таблицы 2.4 выбираем провод:
АПБ П = 13.8 мм2, а = 3.05 мм, b = 4.7 мм2.
Суммарный радиальный размер проводов обмотки, см, необходимый для получения полного сечения всех витков обмотки ВН:
,
где Коc - коэффициент, учитывающий изоляцию проводов в осевом направлении обмотки,
Кос = 0.93;
П2 - сечение витка, мм2;
W2H и WP - вычисляют по формулам (45) и (46).
Предельно допустимый размер обмотки по условиям охлаждения, см,:
,
где q - предельно допустимая плотность теплового потока не более 1600 Вт/мм2;
К3 = 0.8 - коэффициент закрытия поверхности;
- плотность тока в обмотке вычисленная по формуле (47);
К2 = 172 - числовой коэффициент для алюминиевого провода.
Так как a1(60) = 1.61 см < a1 (33) = 1.76 см, то разделять обмотку на концентрические катушки не надо.
Реальные сечения проводов выбранные из таблицы 2.4 записываем так:
марка провода
,
где nB2 - число параллельных проводов витка;
а и b - размеры провода без изоляции, мм;
а1 и b1 - размеры провода в изоляции, мм.
Размеры провода в изоляции:
а1 = а + 2. = 3.05 + 0.5 = 3.55 мм,
b1 = b + 2. = 4.7 + 0.5 = 5.2 мм,
где 2. = 0.5 мм - расчетная толщина изоляции по табл. 3.2.
Полное сечение витка, мм2,:
Реальная плотность тока в обмотке, А/мм2,:
где - номинальный фазный ток а обмотке ВН, А.
Число витков в слое:
.
Число слоев в обмотке:
.
Рабочее напряжение двух слоев (табл.3.6), В,:
,
где - напряжение одного витка.
По рабочему напряжению двух слоев (табл. 3.6) выбирают число слоев и общую толщину = 0.36 мм кабельной бумаги в изоляции между слоями обмотки.
Радиальный размер обмотки без экрана, см,:
где ;
nк - число радиальных каналов.
Внутренний диаметр обмотки, см,:
,
где a12 - минимальный радиальный размер осевого канала между обмотками НН и ВН выбираем
по таблице 2.8;
- наружный диаметр обмотки НН, см.
Внешний диаметр обмотки без экрана, см,:
.
Поверхность охлаждения, м2,:
где n - число концентрических катушек обмотки ВН;
К3 = 0.8 - коэффициент, учитывающий закрытые части поверхности изоляционными деталями.
После определения потерь короткого замыкания для обмотки НН следует найти плотность теплового потока q2, Вт/м2, на поверхности обмотки:
.
По условиям нагрева обмотки значение теплового потока q2 не должно превышать 1200 Вт/м2 для алюминиевых обмоток.
4. Расчет параметров короткого замыкания
4.1 Определение потерь короткого замыкания
Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называют потери при установлении в одной из обмоток тока, соответствующего номинальной мощности и замкнутой накоротко другой обмотке .
Потери короткого замыкания Рк в трансформат?/p>