Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные Новые материалы

Топ:

Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...

Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...

Интересное:

Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...

Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...

Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

Расчет основных коэффициентов трансформатора

2022-05-09

0.00 из 5.00 0 оценок

Заказать работу

Для определения величины а _р-ширины приведенного канала рассеяния, вначале необходимо рассчитать значение по согласно формуле 4.4

= , (11.7)

где значение k из табл 4. 7 k = 0,75.

= =25,49 мм

После чего определяется величина а _р согласно 4.5

(11.8)

а _р=27+25,49=52,49 мм

Согласно рекомендациям главы 4 выбираем трёхфазную стержневую шихтованную магнитную систему с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем (рис. 2.1).

Рис 11.1 Порядок сборки плоской магнитной системы с четырьмя косыми и тремя прямыми стыками.

Согласно табл. 4.1 прессовка стержней осуществляется расклиниванием с обмоткой, а прессовка ярма – балками, стянутыми шпильками, расположенными вне ярма. Материал магнитной системы – холоднокатаная текстурированная рулонная сталь марки 3404 толщиной 0,35 мм.

Величина индукции в стержне трансформатора предварительно выбирается по табл 4.8.

В _с =1,55 Тл.

В сечении стержня по табл 4.2 7 ступеней, коэффициент заполнения круга К _кр=0,913.

В соответствии с табл. 4.3 изоляция пластин – нагревостойкое изоляционное покрытие, коэффициент заполнения сталью =0,96

(11.9)

= 0,96 · 0,913=0,876

Ярмо многоступенчатое, число ступеней 5, коэффициент усиления ярма =1,02 (табл. 4.1).

Индукция в ярме согласно 4.6

В _я= . (11.10)

В _я= 1,52 Тл.

Число зазоров в магнитной системе на косом стыке – 4, на прямом - 3.

Индукция в зазоре на прямом стыке согласно 4.7

=1,55 Тл. (11.11)

на косом стыке согласно 4.8

= . (11.12)

= 1,1 Тл.

Удельные потери стали = 1,1875 ; =1,134 (табл. 4.9).

Удельная намагничивающая мощность =1,5305 ; = 1,408 (табл. 4.10).

Для зазоров на прямых стыках = 20010

Для зазоров на косых стыках =2500 (табл.4.10).

По табл. 4.11 находим коэффициент, учитывающий отношение основных потерь в обмотках к потерям короткого замыкания, = 0,945 и по табл. 4.12 и 4.13 определяем постоянные коэффициенты для алюминиевых обмоток а= 1,484 и в= 0,626.

Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному для широкого диапазонамощностей трансформаторов изменяется в узких пределах

от 0,93 до 0,97, принимаем = 0,95

Диапазон изменения β от 0,9 до 3,0 (табл. 4.14 [1]).

Определяем основные коэффициенты согласно 4.15; 4.18; 4.18; 4.28А; 4.29;4.39.

А =89,79 (11.13)

А =89,79 =164,818.

А ₁ = 5,663·10^-5 ·K_c·A³·a (11.14)

А ₁ = 5,663·10^-5·0,876·164,818³·1,484 = 329,609 кг

A₂= 3,605·10^-5 ·Kc·A²·l₀ (11.15)

A₂= 3,605·10^-5 · 0,876 · 164,818² · 75=64,34 кг

B₁= 2,4·10^-5 K_cК_яА³(а+ b+ e), (11.16)

где е= 0,405 – постоянный коэффициент при мощности до 630 кВ·А.

B₁= 2,4·10^-5·0,876·1,02·164,818³·(1,484+0,626+0,405)=

=241,442 кг

B₂= 2,4·10^-5 К_сК_яА²(а₁₂+ a₂₂) (11.17)

B₂= 2,4·10^-5·0,876·1,02·164,818²(27+20)=27,379 кг

С ₁= К _{0 ,} (11.18)

где для алюминия К₀ = 1,2· ;

– учитывает добавочные потери в обмотках, потери в отводах, стенках охлаждающего бака и других металлических конструкциях трансформатора от гистерезисных и вихревых токов, от воздействия поля рассеяния по табл. 4.11 =0,945.

С ₁=1.2· =162,44 кг

Согласно 4.51

(11.19)

М =0,156·10^-3· ·0,945·0,95 =3,36 МПа,

где согласно 4.52

К _кз=1,41 (11.20)

К _кз=1,41 =32,683.

Минимальная стоимость активной части трансформатора будет при выполнении условия 4.42

x ⁵ + Bx ⁴ – Cx – D = 0, (11.21)

где ; (11.22)

=0,253.

; (11.23)

=0,455.

, (11.24)

где из табл. 4,15 = 1,84, для алюминиевого провода =1,13.

=0,936.

x ⁵ + 0,253 x ⁴ – 0,455 x –0,936= 0 (11.25)

Решением этого уравнения будет х =1,024, откуда:

β= x ⁴

β= 1,024⁴=1,0995,

соответствующий минимальной стоимости активной части

Находим предельные значения β по допустимым значениям плотности тока и растягивающим механическим напряжениям согласно 4,47; 4,49.

. (11.26)

=1,7044.

= = 1,7044⁴=8,431.

_. (11.27)

=1,95.

= =1,95⁴=14,46.

Оба полученных значения β лежат за пределами обычно применяемых.

Масса одного угла магнитной системы согласно 4.31.

G_y= 0,486·10^-5· K_c · К_я · А³ · х ³ ^.(11.28)

G_y= 0,486·10^-5·0,876·1,02·164,818³· х ³ = 19,443 х ^3.

Активное сечение стержня согласно 4.44(а).

П _с=0,785 K _с А ² х ^2. (11.29)

П _с=0,785·0,876·164,818²· х ²=18680,27 х ^2.

Площадь зазора на прямом стыке = П _с=18680,27 х ².

На косом стыке согласно:

= П _с· (11.30)

=18680,27 х ²· =26417,89 х ^2.

Потери холостого хода согласно 4.43.

(11.31)

где =1,13 – коэффициент добавочных потерь для стали 3404 из табл. 4.16[1];

= 10,18 – коэффициент учитывающий увеличение потерь в углах магнитной системы из табл. 4.17;

удельные потери и из табл. 4..

Намагничивающая мощность согласно 4.44

, (11.32)

где k _{т пл}=1,5 – коэффициент определяемый по величине расчетного значения d=Ax по табл. 4.22;

k ’_{т д} = 1,2 – коэффициент для стали марок 3404 и 3405 с отжигом пластин;

k ”_{т д} = 1,06 – коэффициент для трансформаторов мощностью до 630 кВ·А;

k _ту = 42,075 – коэффициент для различного числа углов с косыми и прямыми стыками пластин по табл. 4.23.

Масса металла обмоток согласно 4.38

, (11.33)

Масса провода

k· G _о=1,1 G _о,(11.34)

где k= 1,1 – коэффициент учитывающий массу изоляции алюминиевого провода.

Обмотка ВН при обычном регулировании напряжения на ±2·25% имеет на ступени 5% массу метала, повышенную на 5% по отношению к номинальной ступени. Для двух обмоток ВН и НН это превышение составляет около 3%, поэтому масса провода

= 1,1·1,03 G _о. (11.35)

Коэффициент отношения стоимости обмоточного провода к стоимости трансформаторной стали из табл. 4,15 для стали 3404.

Плотность тока согласно 4.45.

J = , (11.36)

где К=12,75 – коэффициент для алюминия.

Величина растягивающего напряжения в обмотках согласно 4.54.

s _р=М∙х³. (11.37)

s _р=3,36· х ^3.

Основные размеры трансформатора:

Диаметр стержня согласно 4.15.

d = A · x. (11.38)

d =164,818 x

Средний диаметр витка двух обмоток согласно 4.9.

d = aAx. (11.39)

d = 1,484·164,818 x

Высота обмотки согласно 4.12.

l = (11.40)

Расстояние между осями соседних стержней согласно 4.24.

С =aAx+a₁₂+bAx+a₂₂ (11.41)

С = d +27+0,626d+20

Дальнейший расчет по выше приведённым формулам, для пяти значений β (от 0,9 до 3) проводим в форме таблицы.

Таблица 11.1

0,9

1,425

1,95

2,475

1,422

G_c, кг

399,4

378,5

368,8

367,0

361,9

378,5652

G_я, кг

249,0

347,6

436,7

519,5

597,8

347,0552

G_ст, кг

648,5

726,1

805,4

883,5

959,7

725,6204

G_y, кг

17,9

25,4

32,1

38,4

44,32

25,3187

P_x, Вт

956,8

1096,8

1235,9

1371,3

1502,5

1096,017

Q_x, ВА

4543,0

5532,1

6612,0

7609,9

8547,4

5525,615

I₀, %

1,1

1,4

1,7

1,9

2,136

1,3814

G₀, кг

171,2

136,1

116,3

103,3

93,8

136,1803

G_пр, кг

193,9

154,2

131,8

116,9

106,2

154,2923

С_а.ч., у.е.

1004,5

1009,1

1047,3

1098,2

1154,7

1008,843

J_а.ч., А/мм²

1,5

1,7

1,9

1,986

2,08

1,73

σ_р, МПа

3,1

4,4

5,6

6,63

7,7

4,3754

d, мм

160,5

180,1

194,8

206,7

216,9

180

d₁₂, мм

238,2

267,2

289,0

306,8

321,9

267,12

l, мм

831,5674

589,2

465,7

389,4

337,1

590

C, мм

385,7

748,9

457,9

483,2

504,7

426,8

Предварительный расчет ТМ-400/35 с плоской шихтованной магнитной системой и алюминиевыми обмотками.

Рис.11.2 Зависимость плотности тока от .

Рис.11.3 Зависимость стоимости активной части от .

Рис.11.4 Зависимость механического напряжения от .

Рис.11.5 Зависимость потери и ток холостого хода от .

Рис.11.6 Определение оптимального значения и диаметра стержня d.

Основываясь на данных графика рис.2.6 выбираем нормализованный диаметр d = 180 мм, что соответствует β = 1,422. Расчеты параметров для жтого трансформатора приведенв в табл. 11.1.

Активное сечение стержня согласно (2.23)

П _с=18680,27 х ²

П _с=18680,27·1,1925=22276,22 мм².

Высота стержня согласно 8.5.

= l+ 2· l (11.42)

=590+2·75=740 мм.

Электродвижущая сила одного витка соглано 6.8.

= 4,44· f · B_c · П _с (11.43)

= 4,44·50·1,55·22276,22=7,665 В.

Расчет обмоток НН и ВН

Расчет обмотки НН

Число витков обмотки НН согласно 6.6.

= . (11.44)

= =51,97 витков

Принимаем = 52 витка.

Напряжение одного витка согласно 6.7.

(11.45)

u _в = =7,661 В.

Средняя плотность тока в обмотках согласно 6.2.

. (11.46)

=1,725 .

Сечение витка ориентировочно согласно 6.12.

_.(11.47)

= =194,029 мм

Используя табл. 4.4 [1] по мощности трансформатора 400 кВА, току на один стержень 334,7 А, номинальному напряжению обмотки 690 В и сечению витка

194,03 мм² выбираем конструкцию цилиндрической обмотки из алюминиевой ленты.

Ширина ленты равна высоте обмотки, а её толщина

. (11.48)

мм.

В соответствии с ГОСТ 13836-78 выбираем алюминиевую ленту марки А6 шириной l и толщиной =0,33 мм.

Действительное значение витка

. (11.49)

мм

Плотность тока в обмотке согласно 6.14.

. (11.50)

Согласно выражению 6.5 общий суммарный радиальный допустимый размер обмотки при максимальном тепловом потоке q=1200 ; к =0,8.

. (11.51)

мм.

В этот размер можно уместить витка.

Обмотка выполняется в виде одной катушки.

Межвитковая изоляция выполняется кабельной бумагой марки К120 толщиной =0,12 мм. в один слой.

Радиальный размер обмотки НН

, (11.52)

где n – количество катушек обмотки.

мм.

Внутренний диаметр обмотки по 6.18

. (11.53)

мм.

Внешний диаметр обмотки по 6.19

. (11.54)

мм.

Плотность теплового потока согласно 7.12

, (11.55)

где ;

;

– размер проводника в радиальном направлении катушки;

в – размер проводника в осевом направлении катушки;

m – число проводников по высоте катушки;

n – число проводников по толщине катушки;

;

Масса металла обмотки согласно 7.4

, (11.56)

где .

кг.

Расчет обмотки ВН

Выбираем схему регулирования согласно рис.6.11 а c выводом концов всех трёх фаз обмотки к одному трёхфазному переключателю. Контакты переключателя должны быть рассчитаны на рабочий ток не менее 6,6 А.

Рис.11.7 Схема регулирования напряжения

Число витков в обмотке ВН при номинальном напряжении согласно 6.33

. (11.57)

витков.

Число витков на одной ступени регулирования согласно 6.34

, (11.58)

где - напряжение на одной ступени регулирования обмотки или разность напряжений двух соседних ответвлений.

витков.

Принимаем витков.

Для пяти ступеней регулирования:

Напряжение В:	Число витков на ответвлениях:
33250	2638 + 2·66 = 2770
34125	2638 + 66 = 2704
35000	2638
35875	2638 - 66=2572
36750	2638 - 2·66=2506

Ориентировочная плотность тока согласно 6.39:

. (11.59)

Ориентировочное сечение витка согласно 6.1

. (11.60)

По табл.4.4 выбираем многослойную цилиндрическую обмотку из алюминиевого круглого провода. В соответствии с табл.6.1 выбираем провод марки

, (11.61)

где и – диаметры провода соответственно без и с изоляцией.

Сечение витка составляет .

Плотность тока в обмотке согласно 6.43

(11.62)

Число витков в слое по 6.44

. (11.63)

витка.

Число витков в обмотке по 6.45

(11.64)

слоёв.

Принимаем слоёв.

Таблица 11.2

Число витков в слоях:

СЛОИ	ВИТКИ ОСНОВНЫЕ	ВИТКИ РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ
1-11	2506	46
12		218
всего	2770 витков

Разделяем обмотку на две концентрические катушки, содержащие соответственно внутренняя и внешняя 4 и 8 слоёв. Катушки разделены согласно табл.6.7 масляным каналом шириной .