Дисциплины:
Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)
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:
, (1)
кВА
где m – число фаз, m=3.
Мощность обмоток одного стержня:
, (2)
кВА
где c – число стержней,c=3.
Номинальные токи:
– обмотки НН: 
(3)
А
– обмотки ВН: 
; (4)
А
Фазные токи при схеме соединения "звезда":
А , (5)
Фазные токи при схеме соединения "треугольник":
(6)
А
Фазные напряжения при схеме соединения "звезда":
, (7)
кВ
Фазные напряжения при схеме соединения "треугольник":
кВ (8)
Испытательные напряжения Uисп.1 и Uисп.2 обмоток находим по табл. 1.
Таблица 1 – Испытательные напряжения промышленной частоты для силовых трансформаторов (ГОСТ 1516-73)
| Класс напряжения, кВ | |||||||||||
| Испытательное напряжение Uисп., кВ |
Примечание. Обмотки с рабочим напряжением до 1 кВ имеют Uисп = 5 кВ.
Выбор изоляционных расстояний
Диаметр стержня магнитной системы трансформатора:
(9)
см
где ар – ширина канала рассеяния, 
;
здесь а12 – изоляционный промежуток между обмотками НН и ВН, выбирается по табл. 4; 
см ( 
кВА)
– приведенная ширина двух обмоток,
см, (10)
см
где k – коэффициент канала рассеяния, выбирается по табл. 2.
При кВА, 
кВ 
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
| Мощность трансформатора, кВА | Напряжение обмотки ВН, U2 | ||
| 6 – 10 кВ | 35 кВ | 110 кВ | |
| До 100 | 0,8 – 0,6 | — | — |
| 160 – 630 | 0,65 – 0,52 | 0,65 – 0,58 | — |
| 1000 – 6300 | 0,51 – 0,43 | 0,54 – 0,46 | — |
| 10 000 – 80000 | — | 0,48 – 0,46 | 0,58 – 0,66 |
Таблица 3 – Минимальные изоляционные расстояния обмоток НН
| Мощность трансформатора S, кВА | Uисп1, кВ | δ01, см | aц1 , см | a01, см | lц1, см |
| 25 – 250 | 0,1 | — | 0,4 | — | |
| 400 – 630 | 0,1 | — | 0,5 | — | |
| 1000 – 2500 | 0,4 | 0,6 | 1,5 | 1,8 | |
| 630 – 1600 | 18; 25 и 35 | 0,4 | 0,6 | 1,5 | 2,5 |
| 2500 – 6300 | 18; 25 и 35 | 0,4 | 0,8 | 1,75 | 2,5 |
| 630 и выше | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | |
| 630 и выше | 0,5 | 1,3 | 2,3 | 4,5 | |
| Все мощности | 0,6 | 1,9 | 3,0 | 7,0 |
Таблица 4 – Минимальные изоляционные расстояния обмоток ВН
| Мощность трансформатора S, кВА | Uисп2, кВ | l02, см | a12, см | lц2, см | a22, см | δ22, см |
| 25 – 100 | 18; 25 и 35 | 2,0 | 0,9 | 1,0 | 0,8 | — |
| 160 – 630 | 18; 25 и 35 | 3,0 | 0,9 | 1,5 | 1,0 | — |
| 1000 – 6300 | 18; 25 и 35 | 5,0 | 2,0 | 2,0 | 1,8 | — |
| 630 и выше | 5,0 | 2,0 | 2,0 | 1,8 | 0,2 | |
| 630 и выше | 5,0 | 2,0 | 3,0 | 2,0 | 0,3 | |
| 160 – 630 | 7,5 | 2,7 | 5,0 | 2,0 | 0,3 | |
| 1000 – 6300 | 7,5 | 2,7 | 5,0 | 3,0 | 0,3 | |
| 10 000 и выше | 8,0 | 3,0 | 5,0 | 3,0 | 0,3 |
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,
(11)
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,
, (12)
%
(13)
%
β – отношение средней длины окружности к высоте обмотки, по табл. 5 выбираем рекомендуемое значение β.
При кВА, 
кВ β=1,5
Таблица 5 – Рекомендуемые значения β
| Мощность, кВ∙А | Напряжение обмотки ВН, U2 | ||
| 6 и 10 кВ | 35 кВ | 110 кВ | |
| 25 – 100 | 1,2 – 1,6 | — | — |
| 160 – 630 | 1,2 – 1,6 | 1,2 – 1,5 | — |
| 1000 – 6300 | 1,3 – 1,7 | 1,2 – 1,6 | — |
| 6300 – 16 000 | — | 1,1 – 1,3 | 1,1 – 1,3 |
| 25000 – 80 000 | — | — | — |
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.
(14)
Средний диаметр двух обмоток:
(15)
см
где a = 1,3…1,42, принимаем a = 1,4.
Ориентировочная высота обмотки:
(16)
см
По таблице 8-2 [1, с. 365], определяем площадь сечения стержня Пф.с.
Активное сечение стержня:
мм 2
(17)
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:
(18)
В
Число витков обмотки НН:
(19)
виткa.
Принимаем целое число витков обмотки НН.
Уточняем ЭДС одного витка:
(20)
В
Плотность тока в обмотках:
, (21)
А/ мм2
, принимаем 
Таблица 6 – Значения kД для трехфазных трансформаторов
| Мощность трансформатора S, кВА | До 100 | 160 – 630 | 1000 – 6300 | 10 000 – 16 000 | 25 000 – 63 000 | 80 000 – 100 000 |
| kД | 0,97 | 0,96 – 0,92 | 0,91 – 0,90 | 0,90 – 0,87 | 0,86 – 0,78 | 0,77 – 0,75 |
Таблица 7 – Средняя плотность тока Δср в алюминиевых обмотках трансформатора
| Мощность, трансформатора S, кВА | 25 – 40 | 63 – 630 | 1 000 – 6300 | 10 000 – 16 000 |
| ΔСР, А/мм2 | 1,2 – 1,4 | 1,4 – 1,8 | 1,5 – 1,8 | 1,2 – 1,5 |
Ориентировочное сечение одного витка
(22)
мм2
ΔСР = 1,8 А/мм2
Выбираем конструкцию цилиндрической обмотки из прямоугольного провода. Тип обмотки – цилиндрическая многослойная.
Ориентировочная высота одного витка:
(23)
см=54,6мм
Число витков в одном слое:
, (24)
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:
мм=0,414 см
мм=0,98см
Полное сечение одного витка:
. (25)
мм2
Плотность тока:
(26)
А/ мм2.
Радиальный размер провода проверяем по плотности тока:
, (27)
здесь a1, a'1 и b1 – размеры обмоточного провода, см.
Уточняем высоту обмотки НН:
(28)
см
Радиальный размер обмотки НН:
(29)
см
где a11 – осевой канал между слоями обмотки, определяем по табл. 8.
Таблица 8 – Минимальная ширина охлаждающего канала a11
| Высота обмотки l1, см | до 30 | 30 – 50 | 50 – 100 | 100 – 150 |
| Ширина канала a11, см | 0,4 – 0,5 | 0,5 – 0,6 | 0,6 – 0,8 | 0,8 – 1,0 |
Внутренний диаметр обмотки НН:
(30)
см
Значение размера a01 было ранее определено по таблице 3.
Наружный диаметр обмотки НН:
(31)
см
Масса металла обмотки.
Т.к. обмотка выполняется алюминиевым проводом, то:
(32)
кг
Расчет обмотки ВН.
Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении:
(33)
витков.
Принимаем целое число витков wН2.
Число витков на одной ступени регулирования:
(34)
витков.
Количество витков на каждой ступени регулирования:
ступень +5,0%: 
витка.
ступень +2,5%: 
витков.
ступень 0%: 
витков.
ступень –2,5%: 
виток.
ступень –5,0%: 
витка.
Ориентировочная плотность тока:
(35)
А/ мм2
Ориентировочные сечения одного витка:
(36)
мм2
По таблице 5.1 [1, с 212] выбираем круглый алюминиевый провод диаметром d2и сечением П2.
мм, 
Диаметр провода обмотки ВН с изоляцией:
(37)
мм
Уточняем плотность тока:
(38)
А/ мм2
Число витков в одном слое:
, (39)
витка
где l2 – высота обмотки ВН, l2 ≈ l1
Значение диаметра изолированного провода d2' следует подставлять в сантиметрах.
Число слоев:
. (40)
слоев.
Принимаем двухслойную изоляцию из стеклоткани марки ЛСБ четыре слоя по 0,15 мм.
Радиальный размер обмотки:
. (41)
см
Внутренний диаметр обмотки ВН:
(42)
см
см
Наружный диаметр обмотки ВН:
(43)
см
Площадь поверхности охлаждения обмотки ВН:
, (44)
где k = 0,75.
Масса металла обмотки ВН:
(45)
кг
|
Просмотров 1140 |
|