![]() Дисциплины:
Архитектура (936) |
Выбор изоляционных расстояний
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ........................................................................... 5 1.1. Расчет основных электрических величин............................................ 5 1.2. Выбор изоляционных расстояний........................................................ 6 1.3. Расчет обмоток ВН и НН..................................................................... 7 1.4. Расчет параметров КЗ......................................................................... 10 1.5. Расчет механических сил.................................................................... 12 1.6. Расчет магнитной системы................................................................. 13 1.7. Расчет характеристик ХХ................................................................... 14 1.8. Расчет КПД трансформатора............................................................. 15 2. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.................................................................... 16 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................... 16
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
Требуется рассчитать трехфазный трансформатор со следующими данными (приложение 1): Полная номинальная мощность, S = 630 кВА Обмотка низкого напряжения, U1 = 0,4 кВ Обмотка высокого напряжения, U2 = 10 кВ Схема соединения обмоток Y / Δ Частота напряжения, f1 = 50 Гц Потери КЗ, Рк =7000 Вт Потери ХХ, Рх =1250 Вт Напряжение КЗ, uк = 5,5 % Ток ХХ, i0 =1,7 % Расчет производится для трансформатора стержневого типа с плоской магнитной системой и концентрическими обмотками.
Расчет основных электрических величин
Мощность одной фазы:
где m – число фаз, m=3. Мощность обмоток одного стержня:
где c – число стержней,c=3. Номинальные токи: – обмотки НН:
– обмотки ВН:
Фазные токи при схеме соединения "звезда":
Фазные токи при схеме соединения "треугольник":
Фазные напряжения при схеме соединения "звезда":
Фазные напряжения при схеме соединения "треугольник":
Испытательные напряжения Uисп.1 и Uисп.2 обмоток находим по табл. 1.
Таблица 1 – Испытательные напряжения промышленной частоты для силовых трансформаторов (ГОСТ 1516-73)
Примечание. Обмотки с рабочим напряжением до 1 кВ имеют Uисп = 5 кВ.
Выбор изоляционных расстояний
Диаметр стержня магнитной системы трансформатора:
где ар – ширина канала рассеяния, здесь а12 – изоляционный промежуток между обмотками НН и ВН, выбирается по табл. 4;
где k – коэффициент канала рассеяния, выбирается по табл. 2. При Магнитная индукция в стержне Вс для трансформаторов мощностью 160 кВА и выше принимает значения 1,5…1,65 Тл. Принимаем Вс = 1,6 Тл. Для трансформаторов с обмотками из алюминиевого провода значение k, найденное из таблицы 2 необходимо умножить на 1,25.
Таблица 2 – Значения коэффициента k
Таблица 3 – Минимальные изоляционные расстояния обмоток НН
Таблица 4 – Минимальные изоляционные расстояния обмоток ВН
kp – коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному (коэффициент Роговского), kp = (0,93…0,97), принимаем kp = 0,95; kс – коэффициент заполнения сталью площади круга, описанного около сечения стержня,
kкр – выбирается по табл. 2.2 [1, с. 71]; kкр=0,8 kз – коэффициент заполнения, для листовой стали толщиной 0,35 мм принимают kз = 0,93; Uр – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания,
β – отношение средней длины окружности к высоте обмотки, по табл. 5 выбираем рекомендуемое значение β. При Таблица 5 – Рекомендуемые значения β
Принимаем ближайший больший диаметр dН из нормированного ряда. Нормированный ряд: 8; 9; 10; 11; 12,5; 14; 16; 18; 20; 22; 24; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75. dн=22 см Уточняем значение β.
Средний диаметр двух обмоток:
где a = 1,3…1,42, принимаем a = 1,4. Ориентировочная высота обмотки:
По таблице 8-2 [1, с. 365], определяем площадь сечения стержня Пф.с. Активное сечение стержня:
Основные изоляционные расстояния из таблицам 3 и 4: – от обмотки ВН до ярма l02 =3см – выступ цилиндра lц2=1,5см – между обмотками ВН a22=1,0см – от стержня до НН a01=0,5см Расчет обмоток ВН и НН
Расчет обмотки НН. ЭДС одного витка:
Число витков обмотки НН:
Принимаем целое число витков обмотки НН. Уточняем ЭДС одного витка:
Плотность тока в обмотках:
Таблица 6 – Значения kД для трехфазных трансформаторов
Таблица 7 – Средняя плотность тока Δср в алюминиевых обмотках трансформатора
Ориентировочное сечение одного витка
ΔСР = 1,8 А/мм2 Выбираем конструкцию цилиндрической обмотки из прямоугольного провода. Тип обмотки – цилиндрическая многослойная. Ориентировочная высота одного витка:
Число витков в одном слое:
где Nсл1 – число слоев обмотки НН, Nсл1 = 4.
По табл. 5.3 [1, с. 216] выбираем число проводов n1 в одном витке и размер прямоугольного провода: a1 =3.64мм b1 =9,3мм n1 =15 Размер провода с учетом толщины изоляции 0,5 мм:
Полное сечение одного витка:
Плотность тока:
Радиальный размер провода проверяем по плотности тока:
здесь a1, a'1 и b1 – размеры обмоточного провода, см. Уточняем высоту обмотки НН:
Радиальный размер обмотки НН:
где a11 – осевой канал между слоями обмотки, определяем по табл. 8.
Таблица 8 – Минимальная ширина охлаждающего канала a11
Внутренний диаметр обмотки НН:
Значение размера a01 было ранее определено по таблице 3.
Наружный диаметр обмотки НН:
Масса металла обмотки. Т.к. обмотка выполняется алюминиевым проводом, то:
Расчет обмотки ВН. Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении:
Принимаем целое число витков wН2. Число витков на одной ступени регулирования:
Количество витков на каждой ступени регулирования:
ступень +5,0%: ступень +2,5%: ступень 0%: ступень –2,5%: ступень –5,0%:
Ориентировочная плотность тока:
Ориентировочные сечения одного витка:
По таблице 5.1 [1, с 212] выбираем круглый алюминиевый провод диаметром d2и сечением П2.
Диаметр провода обмотки ВН с изоляцией:
Уточняем плотность тока:
Число витков в одном слое:
где l2 – высота обмотки ВН, l2 ≈ l1 Значение диаметра изолированного провода d2' следует подставлять в сантиметрах. Число слоев:
Принимаем двухслойную изоляцию из стеклоткани марки ЛСБ четыре слоя по 0,15 мм. Радиальный размер обмотки:
Внутренний диаметр обмотки ВН:
Наружный диаметр обмотки ВН:
Площадь поверхности охлаждения обмотки ВН:
где k = 0,75.
Масса металла обмотки ВН:
|