Реферат: Схема расчёта трансформатора

--PAGE_BREAK--
5. Окончательный расчет магнитной системы.

5.1 Определение размеров пакетов и активной площади стержня и ярма.

Определение размеров магнитной системы и массы стали по § 8.1. Принята конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной ­системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3404 толщиной<metricconverter productid=«0,35 мм» w:st=«on»>0,35 ммпо рис. 8.14. Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по табл. 8.3 для стержня диаметром <metricconverter productid=«0,260 м» w:st=«on»>0,260 м без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня 8, в сечении ярма 6.

Размеры пакетов в сечении стержня и ярма по табл. 8.3





Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма) <metricconverter productid=«0,238 м» w:st=«on»>0,238 м. Площадь ступенчатой фигуры сечения стержня по табл. 8.7

 <img width=«103» height=«25» src=«ref-2_278158174-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182"> см2  <img width=«77» height=«21» src=«ref-2_278158388-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183"> м2; ярма –<img width=«101» height=«25» src=«ref-2_278158568-207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184">см2 <img width=«80» height=«21» src=«ref-2_278158775-172.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">м2.
Объем, угла магнитной системы

<img width=«92» height=«25» src=«ref-2_278158947-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186">см2  <img width=«85» height=«21» src=«ref-2_278159142-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">м2.
    Активное сечение стержня

<img width=«347» height=«24» src=«ref-2_278159330-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188"> м2.
активное сечение ярма

<img width=«349» height=«24» src=«ref-2_278159791-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189"> м2.        


Объем стали угла магнитной системы

<img width=«360» height=«24» src=«ref-2_278160248-474.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190"> м3.


 Длина стержня

<img width=«412» height=«25» src=«ref-2_278160722-613.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191">м.

где l
´0и l
˝0  — расстояния от обмотки до верхнего и нижнего ярма.

Расстояние между осями стержней

<img width=«311» height=«23» src=«ref-2_278161335-415.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192">м.
<img width=«560» height=«344» src=«ref-2_278161750-22749.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">

а)


<img width=«433» height=«489» src=«ref-2_278184499-23447.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">

б)

Рис. 6.    Магнитна система трансформатора:

а)сечение стержня и ярма; б) основные размеры магнитной системы.
5.2 Определение массы стержня и ярма.
Масса стали угла магнитной системы

<img width=«359» height=«25» src=«ref-2_278207946-466.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193"> кг.
Масса стали ярм

<img width=«314» height=«24» src=«ref-2_278208412-431.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194">

<img width=«399» height=«21» src=«ref-2_278208843-483.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195">кг.
Масса стали стержней

<img width=«283» height=«24» src=«ref-2_278209326-378.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196"> кг.

где <img width=«499» height=«24» src=«ref-2_278209704-548.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">кг;
<img width=«584» height=«24» src=«ref-2_278210252-840.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198">кг.
Общая масса стали

<img width=«328» height=«24» src=«ref-2_278211092-434.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199">кг.
5.3 Определение потерь в стали магнитопровода (расчет потерь Х.Х.).
Расчет потерь холостого хода по § 8.2.

 Индукция в стержне

<img width=«400» height=«45» src=«ref-2_278211526-679.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200"> Тл.
Индукция в ярме

<img width=«403» height=«45» src=«ref-2_278212205-685.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201"> 


Индукция на косом стыке

<img width=«157» height=«45» src=«ref-2_278212890-333.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202"> Тл.


Площади сечения немагнитных зазоров на прямом стыке среднего стержня равны соответственно активным сечениям стержня и ярма.
Площадь сечения стержня на косом стыке        

<img width=«343» height=«27» src=«ref-2_278213223-479.coolpic» v:shapes="_x0000_i1203">м2.
    Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков по табл. 8.10

для стали марки 3404 толщиной <metricconverter productid=«0,35 мм» w:st=«on»>0,35 мм при шихтовке в две пластины:

при <img width=«85» height=«24» src=«ref-2_278213702-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204">Тл  <img width=«87» height=«24» src=«ref-2_278213885-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205">Вт/кг; <img width=«84» height=«24» src=«ref-2_278214068-170.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206">Вт/м2;         

при <img width=«84» height=«23» src=«ref-2_278214238-184.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207"> Тл  <img width=«84» height=«23» src=«ref-2_278214422-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208"> Вт/кг; <img width=«84» height=«24» src=«ref-2_278214604-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209">Вт/м2;       

при <img width=«96» height=«24» src=«ref-2_278214773-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210"> Тл  <img width=«79» height=«24» src=«ref-2_278214975-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211"> Вт/м2;              
    Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне, с многоступенча­тым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев для определения потерь применим выра­жение: 

<img width=«600» height=«59» src=«ref-2_278215150-1479.coolpic» v:shapes="_x0000_i1212">

        <img width=«84» height=«24» src=«ref-2_278216629-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213">;
    На основании § 8.2 и табл. 8.12 принимаем  <img width=«87» height=«25» src=«ref-2_278216819-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214">; <img width=«85» height=«24» src=«ref-2_278217005-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215">; <img width=«87» height=«24» src=«ref-2_278217185-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216">; <img width=«87» height=«24» src=«ref-2_278217368-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217">; <img width=«89» height=«24» src=«ref-2_278217547-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1218">.

По табл. 8.13 находим коэффициент <img width=«97» height=«25» src=«ref-2_278217730-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1219">.

 Тогда потери холостого хода
<img width=«599» height=«24» src=«ref-2_278217931-801.coolpic» v:shapes="_x0000_i1220">

<img width=«552» height=«45» src=«ref-2_278218732-880.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221">

<img width=«349» height=«24» src=«ref-2_278219612-522.coolpic» v:shapes="_x0000_i1222"> Вт.

или 3402∙100/3100 = 100,9 % заданного значения.
5.4 Определение тока холостого хода.
Расчет тока холостого хода по § 8.3.

По табл. 8.17 находим удель­ные намагничивающие мощности:

при <img width=«85» height=«24» src=«ref-2_278220134-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223">Тл  <img width=«84» height=«24» src=«ref-2_278220315-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1224">В·А/кг; <img width=«101» height=«24» src=«ref-2_278220490-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225"> В·А /м2;

при  <img width=«87» height=«23» src=«ref-2_278220688-177.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226">Тл  <img width=«84» height=«24» src=«ref-2_278220865-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227">В·А/кг; <img width=«103» height=«24» src=«ref-2_278221044-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1228"> В·А /м2;       

при <img width=«96» height=«24» src=«ref-2_278214773-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1229"> Тл  <img width=«85» height=«24» src=«ref-2_278221445-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1230"> В·А /м2.

   

По § 8.3 и табл. 8.12 и 8.21 принимаем коэффициенты:

<img width=«85» height=«25» src=«ref-2_278221634-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231">; <img width=«85» height=«24» src=«ref-2_278221816-176.coolpic» v:shapes="_x0000_i1232">; <img width=«93» height=«24» src=«ref-2_278221992-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233">; <img width=«85» height=«24» src=«ref-2_278222175-178.coolpic» v:shapes="_x0000_i1234">; <img width=«89» height=«24» src=«ref-2_278217547-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235">; <img width=«88» height=«24» src=«ref-2_278222536-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1236">.

<img width=«96» height=«25» src=«ref-2_278222715-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1237"> находим по табл. 8.20.
Для принятой конструкции магнитной системы и технологии ее изготовления используем

Намагничивающая мощность холостого хода

<img width=«472» height=«46» src=«ref-2_278222917-1010.coolpic» v:shapes="_x0000_i1238">

<img width=«583» height=«24» src=«ref-2_278223927-589.coolpic» v:shapes="_x0000_i1239">;
<img width=«553» height=«24» src=«ref-2_278224516-748.coolpic» v:shapes="_x0000_i1240">

<img width=«505» height=«42» src=«ref-2_278225264-846.coolpic» v:shapes="_x0000_i1241">

<img width=«578» height=«23» src=«ref-2_278226110-739.coolpic» v:shapes="_x0000_i1242">В∙А.
Ток холостого хода

<img width=«331» height=«24» src=«ref-2_278226849-620.coolpic» v:shapes="_x0000_i1243"> %,

или <img width=«168» height=«23» src=«ref-2_278227469-290.coolpic» v:shapes="_x0000_i1244"> %,  заданного значения.   
Активная составляющая тока холостого хода

<img width=«325» height=«24» src=«ref-2_278227759-615.coolpic» v:shapes="_x0000_i1245"> %.
Реактивная составляющая тока холостого хода

<img width=«353» height=«31» src=«ref-2_278228374-533.coolpic» v:shapes="_x0000_i1246"> %.
6. Тепловой расчет и расчет системы охлаждения трансформатора

6.1 Поверочный тепловой расчет обмоток.

    Тепловой расчет обмоток (по § 9.5).

Внутренний перепад температуры:

    Обмотка НН  по рис. 9.9

<img width=«388» height=«25» src=«ref-2_278228907-525.coolpic» v:shapes="_x0000_i1247">ºС,

где δ –  толщина изоляции провода на одну сторону, δ = 0,25∙10-<metricconverter productid=«3 м» w:st=«on»>3м; q–  плотность теплового потока на поверхности обмотки; λиз – тепло­проводность бумажной, пропитанной маслом изоляции провода по табл. 9.1.

λиз = 0,17 Вт/(м∙ºС);

    Обмотка ВН по (9.9) и рис. 9.9

<img width=«396» height=«25» src=«ref-2_278229432-534.coolpic» v:shapes="_x0000_i1248">ºС,
    Перепад температуры на поверхности обмоток:

обмотка НН

<img width=«337» height=«27» src=«ref-2_278229966-475.coolpic» v:shapes="_x0000_i1249"> ºС,

где k=0,285 для цилиндрической обмотки по (9.19).

обмотка ВН

<img width=«565» height=«27» src=«ref-2_278230441-690.coolpic» v:shapes="_x0000_i1250"> ºС,

где k1 = 1,0 для естественного масляного охлаждения; k2= l,0 для наружной обмотки;  для внутренней катушечной обмотки k2= l,1;     kз = 0,95 по табл. 9.3 для  hк/a = 4,5/40,

hк – ширина масляного канала; a
-глубина канала(ширина обмотки);
Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу:

 обмотка НН

              <img width=«359» height=«25» src=«ref-2_278231131-488.coolpic» v:shapes="_x0000_i1251"> ºС,

обмотка ВН

            <img width=«345» height=«25» src=«ref-2_278231619-469.coolpic» v:shapes="_x0000_i1252"> ºС,
6.2 Расчет системы охлаждения

(расчет бака, радиаторов, охладителей и т.д.).
    Тепловой расчет бака (по § 9.6.). По табл.9.4 в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию гладкого бака с радиаторами и прямыми трубами по рис. 9.16. минимальные внутрен­ние размеры бака — по рис. 9.18, а и б.

Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака. До окончательной разработки кон­струкции внешние габариты прессующих  балок принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.
Минимальная ширина бакапо рис. 9.18, а, б

<img width=«388» height=«25» src=«ref-2_278232088-470.coolpic» v:shapes="_x0000_i1253">.     
Изоляционные расстояния:

 (изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до собственной обмотки  )        <img width=«15» height=«23» src=«ref-2_278232558-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1254">=40 мм (для отвода Uисп = 85 кВ, покрытие <metricconverter productid=«4 мм» w:st=«on»>4 мм, расстояние до стенки бака по табл. 4.11);


 (расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до стенки бака) <img width=«17» height=«23» src=«ref-2_278232649-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1255">=42 мм

(для отвода Uисп= 85кВ, покрытие <metricconverter productid=«4 мм» w:st=«on»>4 мм, расстояние до стенки бака по табл. 4.11);      

(изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН) <img width=«16» height=«24» src=«ref-2_278232740-92.coolpic» v:shapes="_x0000_i1256">= <metricconverter productid=«25 мм» w:st=«on»>25 мм (для отвода Uисп= 5 кВ, без покрытия,  расстояние до стенки бака по табл. 4.11);

(изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака)<img width=«17» height=«23» src=«ref-2_278232832-92.coolpic» v:shapes="_x0000_i1257">= <metricconverter productid=«90 мм» w:st=«on»>90 мм

(для отвода Uисп= до 35 кВ, для обмотки Uисп=85 кВ, отвод без покрытия по табл.4.12).

(диаметризолированного отвода от обмотки ВН, равный <img width=«17» height=«23» src=«ref-2_278232924-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1258">, или размер неизолированного отвода НН, равный 10-15мм.)  <img width=«20» height=«23» src=«ref-2_278233024-104.coolpic» v:shapes="_x0000_i1259">= 10;

(диаметризолированного отвода обмотки ВН) <img width=«17» height=«23» src=«ref-2_278233128-102.coolpic» v:shapes="_x0000_i1260">= 20;
Ширина бака

<img width=«439» height=«24» src=«ref-2_278233230-564.coolpic» v:shapes="_x0000_i1261">м.

    Принимаем В =<metricconverter productid=«0,66 м» w:st=«on»>0,66мпри центральном положении активной части трансформатора в баке.

Длина бака

<img width=«557» height=«25» src=«ref-2_278233794-622.coolpic» v:shapes="_x0000_i1262">м.

где С – расстояние между осями стержней (см.пункт «Расчет магнитной системы»).


Высота активной части

<img width=«511» height=«27» src=«ref-2_278234416-604.coolpic» v:shapes="_x0000_i1263">м.


где lc

– высота стержня;

h
Я– высота ярма (равна высоте наибольшего пакета в сечении ярма. см. пункт «Расчет магнитной системы трансформатора»);

n–толщина бруска между дном бака и нижним ярмом.
Принимаем расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над ярмом переключателя ответвлений обмотки ВН по табл. 9.5

<img width=«192» height=«25» src=«ref-2_278235020-285.coolpic» v:shapes="_x0000_i1264">м,
Глубина бака

                <img width=«311» height=«28» src=«ref-2_278235305-419.coolpic» v:shapes="_x0000_i1265">м,
Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки

<img width=«345» height=«25» src=«ref-2_278235724-448.coolpic» v:shapes="_x0000_i1266">    продолжение
--PAGE_BREAK--