Реферат: Трансформатор силовий трифазний потужністю 740 кВА
--PAGE_BREAK--3.3 Розрахунок обмоток НН і ВНРозрахунок обмотки низької напруги (НН).
Електрорушійна сила одного витка.
Для прийнятого діаметру стрижня <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_1562458928-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">=0,22 м по табл. 8.7 [1] визначаємо площу перерізу стрижня <img width=«40» height=«29» src=«ref-1_1562469383-141.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135"> для прийнятої магнітної системи без пресуючої пластини (пресування стрижнів бандажами із склострічки)
<img width=«64» height=«62» src=«ref-1_1562469524-1143.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136"><img width=«170» height=«62» src=«ref-1_1562470667-1494.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">
Активний переріз стрижня :
<img width=«100» height=«29» src=«ref-1_1562472161-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">=0,97∙0,0353=0,0342 мІ
<img width=«196» height=«25» src=«ref-1_1562472394-415.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">4,44∙0,0342 1,62=12,30 В.
Число витків на одну фазу обмотки
<img width=«75» height=«56» src=«ref-1_1562472809-262.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">=231/12,30=18,78,
де <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1562473071-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141"> визначається в п. 3.3.1.1
Приймаємо
<img width=«226» height=«43» src=«ref-1_1562473185-1514.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">
Уточнена напруга одного витка
<img width=«80» height=«52» src=«ref-1_1562474699-371.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">=231/19=12,16 В.
Середня щільність струму в обмотках, згідно (5.4) [1]
<img width=«232» height=«59» src=«ref-1_1562475070-823.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">
=0,746∙0,93∙8900∙12,16U_рпред 104/(246,7∙0,3036)=3342042 А/м2.
Орієнтовний переріз витка
<img width=«88» height=«59» src=«ref-1_1562475893-295.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">=1069,4/3342042=319,98мм2.
По таблиці 5.8 [1] для потужності трансформатора <img width=«16» height=«22» src=«ref-1_1562476188-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">=740кВА, струму на один стрижень <img width=«41» height=«29» src=«ref-1_1562449780-147.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">=1069,4 А, номінальної фазної напруги обмотки <img width=«47» height=«29» src=«ref-1_1562451633-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">=231 В і перерізу витка <img width=«28» height=«32» src=«ref-1_1562476673-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">=319,98 мм2 вибираємо конструкцію гвинтової обмотки (рис. А.9). Витки гвинтової обмотки складаються, як правило, паралельних, які розташовані концентрично на різній відстані від її осі, тому, які розташовані ближчими до осі, будуть коротші, а ті, що віддаленіші, будуть довші. Відмінність в довжині і розташуванні в полі магнітного розсіяння викличе нерівність їх активного і індуктивного опору. Для вирівнювання розподілу струму і зниження додаткових втрат в гвинтових обмотках виконують транспозицію (перестановку) .
Осьовий розмір масляного охолоджуючого каналу між витками попередньо, згідно стор. 270 [1] і (3.71) [1]. Попередньовибираємо коэффіцієнт<img width=«20» height=«25» src=«ref-1_1562476802-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">, який може бути прийнятий рівним <img width=«20» height=«25» src=«ref-1_1562476802-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">=1,1 для трансформаторів потужністю <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_1562453839-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">=25-630 кВА; <img width=«20» height=«25» src=«ref-1_1562476802-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">=1,4 – для <img width=«16» height=«22» src=«ref-1_1562476188-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">=1000-6300 кВА для класу напруги 10 кВ і <img width=«16» height=«22» src=«ref-1_1562476188-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">=1000-80000 кВА класу напруги 35 кВ. Для <img width=«16» height=«22» src=«ref-1_1562476188-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">=740 кВА приймаємо
<img width=«43» height=«57» src=«ref-1_1562477770-905.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157"><img width=«30» height=«57» src=«ref-1_1562478675-882.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">
Тоді осьовий канал (див. мал.3.9)
<img width=«144» height=«47» src=«ref-1_1562479557-533.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159"> =0,1∙1,4∙0,0202=0,0028 м.
Повинен бути не менше 0,004 м, приймаємо
<img width=«46» height=«30» src=«ref-1_1562480090-933.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160"><img width=«32» height=«30» src=«ref-1_1562481023-868.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">
Число рейок по колу обмоток НН
<img width=«72» height=«38» src=«ref-1_1562481891-1185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162"><img width=«17» height=«38» src=«ref-1_1562483076-803.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">
товщина междувиткових прокладок<img width=«32» height=«29» src=«ref-1_1562483879-205.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">=<img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1562484084-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">=0,004 м.
Орієнтовний осьовий розмір витка для одноходової гвинтової обмотки і рівномірно розподіленою транспозицією по формулі (6.17) [1]
<img width=«196» height=«52» src=«ref-1_1562484207-713.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">0,477/(19+4)-0,95∙0,004=0,0169 м
де <img width=«20» height=«19» src=«ref-1_1562484920-99.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">=0,95 – коефіциєнт, який враховує усадку прокладок між котушками після сушки і опресовування обмотки.
Максимальний осьовий розмір витка для одноходової обмотки дорівнює максимальному розміру обмотувального в ізоляції і не може перевищувати <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1562485019-122.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">=16,5 мм для мідного і <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1562485019-122.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169">=18,5 мм для алюмінієвого. Тому при отриманні по формулі <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1562485019-122.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170">=0,0165 м для мідного і <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1562485019-122.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">=0,0185 м для алюмінієвого необхідно застосовувати одноходову обмотку. При отриманні по формулі 0,035...0,045 <img width=«15» height=«17» src=«ref-1_1562485507-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172"><img width=«164» height=«25» src=«ref-1_1562485595-641.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173">м застосовують двухходову обмотку. Отже при <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1562486236-122.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174">=0,0169вибираємо обмотку з числом ходів
<img width=«60» height=«47» src=«ref-1_1562486358-1001.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175"><img width=«20» height=«47» src=«ref-1_1562487359-755.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176">
Вибір розмірів поперечного перерізу обмотки пов'язаний з щільністю теплового потоку на охолоджуваній поверхні обмотки <img width=«15» height=«19» src=«ref-1_1562488114-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177">. Значення <img width=«15» height=«19» src=«ref-1_1562488114-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178"> з метою недопущення надмірного нагріву обмоток в трансформаторах природним масляним охолоджуванням обмежується <img width=«123» height=«24» src=«ref-1_1562488300-487.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179"> Вт/ м2. Перевищення <img width=«15» height=«19» src=«ref-1_1562488114-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180"> приводить до значного збільшення маси системи охолодження, а також до значного нагріву масла в каналах обмоток, що прискорює старіння масла. Зниження допустимих значень <img width=«15» height=«19» src=«ref-1_1562488114-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181"> для мідних обмоток приблизно до 1000 Вт/м2 дозволить старіння масла і подовжити терміни його заміни.
Вибираємо гвинтову обмотку радіальними каналами між витками з рівномірно розподіленою транспозицією.
У обмотках масляного трансформатора прямокутного, кожен, який з двох сторін омивається маслом (у одно і двошарових циліндрових з намотуванням на ребро, в гвинтових і безперервних котушкових з намотуванням навзнаки) максимальне значення більшого з двох розмірів поперечного переріза <img width=«13» height=«20» src=«ref-1_1562488973-92.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182"> визначається приблизно (5.7) [1] для мідного :
<img width=«172» height=«61» src=«ref-1_1562489065-694.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183"> = 1200∙1,0/(1,07∙2∙0,01)=0,0100 м
де — коефіцієнт закриття поверхні, для гвинтових і котушкових обмоток в данній формулі попередньоприймаємо <img width=«63» height=«25» src=«ref-1_1562489759-271.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184"> (стор. 315 [1]).
Значення більшого здвох розмірів поперечного перерізу <img width=«13» height=«20» src=«ref-1_1562488973-92.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185"> визначається:
<img width=«219» height=«60» src=«ref-1_1562490122-728.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186">=0,0169∙103/2-0,5∙2=7,45 мм.
де <img width=«67» height=«23» src=«ref-1_1562490850-340.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187"> — товщина ізоляції.
Необхідно <img width=«101» height=«29» src=«ref-1_1562491190-246.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188">.
По одержаних орієнтовних значеннях <img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1562491436-119.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189">=319,98 мм2 при <img width=«44» height=«29» src=«ref-1_1562491555-162.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190">=
=7,45 мм по табл. 5.2 [1] вибираємо <img width=«35» height=«29» src=«ref-1_1562491717-137.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191"> — число паралельних провідників; миінімальне число <img width=«39» height=«29» src=«ref-1_1562491854-139.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192"> в одноходової обмотці чотири, у двухходової вісім (стор. 271 [1]).
Попередньоприймаємо число паралельних проводів
<img width=«70» height=«44» src=«ref-1_1562491993-803.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193"><img width=«14» height=«44» src=«ref-1_1562492796-690.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194"><img width=«88» height=«31» src=«ref-1_1562493486-956.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195">
<img width=«113» height=«57» src=«ref-1_1562494442-368.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196">=319,98/8=40 мм2,
По табл. 5.2 [1]вибираємо більший номінальний розмір проводу
<img width=«353» height=«168» src=«ref-1_1562494810-8599.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">
Товщина ізоляції <img width=«67» height=«23» src=«ref-1_1562490850-340.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198"> мм, тоді <img width=«53» height=«29» src=«ref-1_1562503749-159.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199">=5,5, <img width=«52» height=«29» src=«ref-1_1562503908-171.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200">=8,
тоді маємо переріз обмотки НН:
5<img width=«15» height=«15» src=«ref-1_1562504079-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201">7,5
АПБ 8<img width=«15» height=«15» src=«ref-1_1562504079-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202">8
Щільність струму в обмотці
<img width=«131» height=«60» src=«ref-1_1562504301-385.coolpic» v:shapes="_x0000_i1203"> =1069,4/(8∙36,6)=3,65 А/мм2
переріз обмотки низької напруги
<img width=«129» height=«29» src=«ref-1_1562504686-271.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204">=8∙36,6=292,8 мм2.
Осьовий розмір витка
<img width=«88» height=«29» src=«ref-1_1562504957-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205">=8 мм.
Осьовий розмір (висота) обмотки, опресованої після сушки трансформатора визначається по наступних формулах:
для одноходової обмотки (<img width=«39» height=«25» src=«ref-1_1562505179-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206">=1)з трьома транспозиціями по (6.21) [1]
<img width=«291» height=«29» src=«ref-1_1562505311-728.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">
=8∙(19+4)∙10-3+0,95∙0,004∙(19+3)=0,268 м
де <img width=«20» height=«19» src=«ref-1_1562484920-99.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208">=0,95 –коеффициент, що враховує усадку прокладок між котушками після сушки і опресовування обмотки;
для двоходової обмотки (<img width=«39» height=«25» src=«ref-1_1562505179-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209">=2)з рівномірно розподіленою транспозицією
<img width=«297» height=«29» src=«ref-1_1562506270-774.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210">
=2∙8∙(19+1)∙10-3+0,95∙0,004∙(2∙19+1)= 0,468 м
У нашому випадку <img width=«39» height=«25» src=«ref-1_1562505179-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211">=2, тому приймаємо
Радіальний розмір обмотки (рис. А.5)
<img width=«129» height=«56» src=«ref-1_1562507276-382.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213">=(8∙5,5<img width=«47» height=«24» src=«ref-1_1562507658-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214">)/2=0,022 м.
Ізоляція між обмоткою НН і стрижнем, а також між обмотками ВН і НН виконується при потужності трансформатора 25-630 кВА м'якими циліндрами, намотаними при трансформатора електроізоляційного картону. При потужності трансформатора більше 630 кВА — твердими паперово-бакелітовими циліндрами. Приймаємо товщину циліндра (див. рис. А.5) по табл.4.4 для <img width=«16» height=«22» src=«ref-1_1562476188-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215">=740 кВА і <img width=«41» height=«25» src=«ref-1_1562508089-142.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216">=5 кВ.
Обмотка намотується на рейках, приймаємо
Радіальний розмір ( товщина рейок — по табл. 4.4 для <img width=«57» height=«25» src=«ref-1_1562451918-166.coolpic» v:shapes="_x0000_i1220">=5 кВ)
на паперово-бакелітовому циліндрі з наступними розмірами.
Внутрішній діаметр циліндра паперово-бакелітового циліндра
<img width=«233» height=«28» src=«ref-1_1562509307-619.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223">0,22+2(0,015-0,006-0,004)=0,23 м
Зовнішній діаметр циліндра
<img width=«153» height=«28» src=«ref-1_1562509926-462.coolpic» v:shapes="_x0000_i1224">=0,23+2∙0,004=0,238 м
Виступ циліндра за висоту обмотки низької напруги <img width=«24» height=«28» src=«ref-1_1562510388-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225"> (див. малий. А.6) забезпечує відсутність розряду по поверхні циліндра між обмотками або з обмотки на стрижень. Приймаємо осьові розміри циліндрів ВН і НН однаковими по конструктивних міркуваннях. Отже, <img width=«24» height=«28» src=«ref-1_1562510388-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226"> вибирається по табл. 4.4 [1] для <img width=«56» height=«25» src=«ref-1_1562510634-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227">=25 кВ
Осьовий розмір циліндра
<img width=«105» height=«28» src=«ref-1_1562511309-326.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231">=0,468+2∙0,02=0,508 м
отже циліндр має розміри, м
0,23
Æ— <img width=«15» height=«15» src=«ref-1_1562504079-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1232">0,508
0,238 .
Внутрішній діаметр обмотки
<img width=«121» height=«35» src=«ref-1_1562511746-358.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233">=0,22+2∙0,015=0,25 м.
Зовнішній діаметр обмотки
<img width=«136» height=«29» src=«ref-1_1562512104-348.coolpic» v:shapes="_x0000_i1234">0,25+2∙0,022=0,294 м.
Радіальний розмір рейок (перевірка)
<img width=«131» height=«48» src=«ref-1_1562512452-426.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235">=(0,25-0,238/2)=0,006м.
Щільність теплового потоку на поверхні обмотки НН з каналами між всіма витками по (7.19) [1]. Вибираємо число рейок між обмоткою НН і циліндром обмотки ВН:
Вибираємо ширину рейок:
Визначаємо коефіцієнт закриття поверхні
<img width=«176» height=«56» src=«ref-1_1562513348-566.coolpic» v:shapes="_x0000_i1239">=1-10∙0,02/(3,14•0,294)=0,783.
Для гвинтової одноходової обмотки (<img width=«39» height=«25» src=«ref-1_1562505179-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1240">=1) число витків в <img width=«51» height=«25» src=«ref-1_1562514046-149.coolpic» v:shapes="_x0000_i1241">=1,0; для двоходової гвинтової обмотки(<img width=«39» height=«25» src=«ref-1_1562505179-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1242">=2) число витків <img width=«51» height=«25» src=«ref-1_1562514046-149.coolpic» v:shapes="_x0000_i1243">=0,5 (див. стор. 314). Приймаємо для <img width=«39» height=«25» src=«ref-1_1562505179-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1244">= 2
<img width=«308» height=«64» src=«ref-1_1562514757-1082.coolpic» v:shapes="_x0000_i1246">107∙3,65∙106∙1069,4∙0,5∙1,05∙10-10/(0,783∙(0,022+8∙10-3))=933 Вт/м2,
де — коефіцієнт додаткових втрат, приймаємо 1,05;
Маса металу обмотки міді по (7.6) [1]:
Середній діаметр обмотки НН
<img width=«123» height=«47» src=«ref-1_1562515839-422.coolpic» v:shapes="_x0000_i1247">=(0,25+0,294)/2 =0,272 м.
<img width=«265» height=«36» src=«ref-1_1562516261-711.coolpic» v:shapes="_x0000_i1248">28∙103∙3∙0,272∙19∙292,8•10-6=127 кг
де <img width=«40» height=«20» src=«ref-1_1562516972-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1249"> число стрижнів.
Маса по табл. 5.5 [1]
<img width=«125» height=«29» src=«ref-1_1562517159-428.coolpic» v:shapes="_x0000_i1250"> =1,02∙127=130 кг
Розрахунок обмотки високої напруги
Згідно табл. 5.8 [1] вибираємо безперервну котушкову обмотку з прямокутного (рис. А.12 ). Групу послідовно витків, які намотані у вигляді спіралі і відокремлену від других таких же груп, називають котушкою, а обмотку, яка складається з ряду котушок, що розташовані в осьовому напрямі, називають котушковою. Котушкові обмотки можуть бути дисковими, які набираються з окремих намотаних котушок (рис. А.12, а), або безперервними, які намотуються без розриву (малий. А.12, б), наприклад, перехід з однієї котушки 1 в іншу 6 (малий. А.12, д) здійснюється без паяння. Котушки намотують на рейки 3, які утворюють вертикальний канал уздовж внутрішньої поверхні обмотки. На рейках закріплюють прокладки 5, які утворюють горизонтальні канали між котушками.
У витках обмотки може бути від одного до шести паралельних. При двох і більш необхідно вирівнювати їх довжину і положення в магнітному полі розсіяння, для чого міняють місцями, тобто роблять транспозицію (рис. А.12, д).
Число витків при номінальній напрузі
<img width=«117» height=«56» src=«ref-1_1562517587-342.coolpic» v:shapes="_x0000_i1251">3468/12,16=285.
Число витків для котушкової обмотки повинне бути парним (стор.289)[1], тому приймаємо
Згідно ГОСТ 12022-76 передбачаємо відгалуження +5%, +2,5%, -2,5%, -5% номінальної напруги окрім основного на затисках з номінальною напругою.
Напруга на одному ступені регулювання або різниця напруг двох сусідніх відгалужень в %
у абсолютних величинах
<img width=«129» height=«48» src=«ref-1_1562518325-608.coolpic» v:shapes="_x0000_i1254">=2,5∙6000/100=150 В.
Число витків в одному ступеню регулювання
<img width=«140» height=«55» src=«ref-1_1562518933-618.coolpic» v:shapes="_x0000_i1255">=6000•0,025/(12,16•1,73)=7,1,
Приймаємо
Число витків в котушці повинне бути цілим або дробним, в останньому випадку знаменник дробу означає число рейок по колу обмотки
Приймаємо число рейок між циліндром і обмоткою ВН.
Приймаємо <img width=«28» height=«29» src=«ref-1_1562519551-116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1258">=7,1 витка (ів)
Таблиця 3.1. Відгалуження обмоток ВН
Напруга, В
Выдгалуження обмотки
Число витків на відгалуженнях
6300
А2А3 В2В3 С2С3
300,2
6150
А3А4 В3В4 С3С4
293,1
6000
А4А5 В4 В5 С4 С5
286
5850
А5А6 В5 В6 С5 С6
278,9
5700
А6А7 В6 В7 С6 С7
271,8
продолжение
--PAGE_BREAK--Схема регулювання напруги приведена на рис. А.13.
Контакти перемикача розраховується на робочий струм <img width=«40» height=«29» src=«ref-1_1562448636-144.coolpic» v:shapes="_x0000_i1259">=71,3 A.
Найбільша напруга між контактами перемикача в одній фазі:
Робоча
<img width=«136» height=«49» src=«ref-1_1562520076-496.coolpic» v:shapes="_x0000_i1260">=150∙4/1,73=347 В.
випробувальна
<img width=«159» height=«49» src=«ref-1_1562520572-565.coolpic» v:shapes="_x0000_i1261">=2∙150∙4/1,73=694 В.
Осьовий розмір обмотки високої напруги <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_1562521137-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1262"> приймаємо (попередньо)
<img width=«79» height=«25» src=«ref-1_1562521319-261.coolpic» v:shapes="_x0000_i1263">0,468м.
Орієнтовна щільність струму в обмотці
<img width=«137» height=«29» src=«ref-1_1562521580-322.coolpic» v:shapes="_x0000_i1264">2∙3342042-3,65∙106=3,03<img width=«40» height=«24» src=«ref-1_1562521902-244.coolpic» v:shapes="_x0000_i1265"> А/м2.
Орієнтовний переріз обмотки високої напруги
<img width=«105» height=«56» src=«ref-1_1562522146-301.coolpic» v:shapes="_x0000_i1266">71,3/3,03<img width=«43» height=«28» src=«ref-1_1562522447-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1267">=23,53 мм2.
Висота (осьовий розмір) витка орієнтовно по 5.6 [1]
<img width=«188» height=«57» src=«ref-1_1562522702-735.coolpic» v:shapes="_x0000_i1268">1200∙1/(1,07∙(3,03<img width=«43» height=«28» src=«ref-1_1562522447-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1269">)2∙10-8)=0,0122 м
де <img width=«96» height=«25» src=«ref-1_1562523692-376.coolpic» v:shapes="_x0000_i1270"> Вт/м2 для трансформаторів з природним масляним охолоджуванням (стор. 260 [1]);
<img width=«55» height=«25» src=«ref-1_1562524068-171.coolpic» v:shapes="_x0000_i1271"> для гвинтових і котушкових обмоток (стор. 261 [1]).
По табл. 5.8 [1] вибираємо безперервну котушкову обмотку з мідного прямокутного (S=740 кВА <img width=«40» height=«29» src=«ref-1_1562448636-144.coolpic» v:shapes="_x0000_i1272">=71,3 A, <img width=«33» height=«25» src=«ref-1_1562452084-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1273">=6000В, <img width=«43» height=«25» src=«ref-1_1562524511-133.coolpic» v:shapes="_x0000_i1274">23,53 мм2). По сортаменту мідного обмотувального (табл. 5.2) [1] вибираємо переріз .
Попередньоприймаємо число паралельних
<img width=«109» height=«55» src=«ref-1_1562524785-372.coolpic» v:shapes="_x0000_i1276">=23,53 /1=23,53 мм2,
По табл. 5.2 [1]вибираємо більший номінальний розмір проводу
менший номінальний розмір
а також номінальний переріз
Товщина ізоляції <img width=«67» height=«23» src=«ref-1_1562525617-342.coolpic» v:shapes="_x0000_i1280"> мм, тоді <img width=«52» height=«29» src=«ref-1_1562525959-157.coolpic» v:shapes="_x0000_i1281">=2,62мм <img width=«51» height=«29» src=«ref-1_1562526116-168.coolpic» v:shapes="_x0000_i1282">=11,7мм, тоді маємо переріз обмотки ВН:
<img width=«15» height=«15» src=«ref-1_1562504079-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1283">11,2
ПБ 1<img width=«15» height=«15» src=«ref-1_1562504079-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1284">-------------------.
11,7
Щільність струму в обмотці
<img width=«136» height=«59» src=«ref-1_1562526506-394.coolpic» v:shapes="_x0000_i1285">=71,3/(23,4∙1)=3,05 А/мм2.
Приймаємо конструкцію основної обмотки з радіальними каналами між всіма котушками.
Осьовий розмір (висота) радіального каналу <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_1562526900-116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1286"> в масляних трансформаторах потужністю від 160 до 6300 кВА і робочих напруг не більше 35 кВ коливається від 4 до 6 мм (стор. 290 [1]).
Приймаємо
Осьовий розмір котушки з ізоляцією <img width=«37» height=«25» src=«ref-1_1562527132-142.coolpic» v:shapes="_x0000_i1288">=<img width=«52» height=«29» src=«ref-1_1562527274-168.coolpic» v:shapes="_x0000_i1289">=11,7 мм.
Схема регулювання – по рис.А. 13. Канал в місці розриву обмотки приймаємо згідно табл.4.9 [1]
Число котушок на одному стрижні орієнтовно(основних і регулюровочних разом)
<img width=«165» height=«67» src=«ref-1_1562527575-696.coolpic» v:shapes="_x0000_i1291">0,468∙103/(11,7+4)=30.
Число котушок повинне бути парним.
Число основних котушок на одному стрижні (без регулюровочних)
<img width=«173» height=«29» src=«ref-1_1562528271-305.coolpic» v:shapes="_x0000_i1292">=30-4=26
Всього число витків на стрижні обмотки ВН разом з регулювальними у бік збільшення напруги
<img width=«151» height=«29» src=«ref-1_1562528576-364.coolpic» v:shapes="_x0000_i1293">=286+2∙7,1=300,2.
Число витків в основній котушці по (6.65)
<img width=«155» height=«56» src=«ref-1_1562528940-511.coolpic» v:shapes="_x0000_i1294">=(286-2∙7,1)/26=10,5.
Число витків в котушці повинне бути цілим або дробним, в останньому випадку знаменник дробу означає число рейок по колу обмотки. Приймаємо 10 рейок по колу обмотки.
Загальний розподіл витків по котушках приймаємо:
Таблиця 3.6
4
регулювальних котушок РК (<img width=«25» height=«29» src=«ref-1_1562529451-112.coolpic» v:shapes="_x0000_i1295">) по <img width=«28» height=«29» src=«ref-1_1562519551-116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1296">=
13
витка (ів)
52
витка (ів)
28
основних котушок ОК (<img width=«31» height=«25» src=«ref-1_1562529679-118.coolpic» v:shapes="_x0000_i1297">) по <img width=«56» height=«25» src=«ref-1_1562529797-152.coolpic» v:shapes="_x0000_i1298">=
10,5
витка (ів)
294
витка (ів)
32
катушек (<img width=«32» height=«25» src=«ref-1_1562529949-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1299">)всего
…
……
346
витка (ів)
Радіальний розмір котушки ВН.
Якщо число витків котушки не ціле число, то тільки для визначення радіального розміру попередньо округляємо число витків до більшого цілого числа. Дійсне максимальне число витків в котушці визначаємо по табл. 3.6. Тоді розрахункове число витків в котушці приймаємо
Радіальний розмір котушки ВН
<img width=«220» height=«29» src=«ref-1_1562530250-397.coolpic» v:shapes="_x0000_i1301">=11,7∙1∙11=28,8 мм.
Розташування котушок на стрижні і розташування радіальних каналіврозміром <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_1562530647-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1302"> показане на рис. А.14.
Осьовий розмір обмотки: попередньо приймаємо
<img width=«201» height=«25» src=«ref-1_1562530760-510.coolpic» v:shapes="_x0000_i1303"> [<img width=«37» height=«25» src=«ref-1_1562527132-142.coolpic» v:shapes="_x0000_i1304">•<img width=«51» height=«25» src=«ref-1_1562531412-149.coolpic» v:shapes="_x0000_i1305">+[<img width=«29» height=«29» src=«ref-1_1562531561-131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1306">+(<img width=«51» height=«25» src=«ref-1_1562531412-149.coolpic» v:shapes="_x0000_i1307">-2)<img width=«23» height=«25» src=«ref-1_1562526900-116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1308">]∙0,95= =11,7∙30+[12+(30-2)∙4]∙0,95]=0,469 м.
Одержаний осьовий розмір обмотки відрізняється від попередньо прийнятого в п. 3.2.3 на
<img width=«145» height=«52» src=«ref-1_1562531957-617.coolpic» v:shapes="_x0000_i1309">=(0,468-0,469)∙100/0,469=-0,21 %.
Приймаємо остаточно
По випробувальній напрузі <img width=«41» height=«25» src=«ref-1_1562508089-142.coolpic» v:shapes="_x0000_i1311">=25 кВ і потужності трансформатора<img width=«31» height=«20» src=«ref-1_1562532901-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1312"><img width=«31» height=«20» src=«ref-1_1562532901-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1313">740 кВА по табл. 4.5 [1] знаходимо ізоляційні відстані обмотки ВН (див. рис. А.6) :
канал між обмотками ВН і НН
товщину циліндра
виступ циліндра за висоту обмотки
відстань між обмотками ВН двох сусідніх стрижнів
товщину міжфазної перегородки
Відстань від обмотки ВН до ярма за відсутності пресуючих кілець, аналогічно п. 3.2.4.1
Товщина ізоляційних шайб і прокладок з електроізоляційного картону
продолжение
--PAGE_BREAK--
Відстань від обмотки ВН до верхнього ярма за наявності пресуючих кілець (див. пар.7.3 і 8.1) приймаємо збільшеним проти даних табл.4.5 [1] для трансформаторів 1000 — 6300 кВА на 45 мм; для двообмоточних трансформаторів 10000 – 63000 кВА на 60 мм. Пресуючі кільця відсутні, таким чином
<img width=«131» height=«29» src=«ref-1_1562534127-372.coolpic» v:shapes="_x0000_i1321">=0,05+0=0,05 м.
Відстань від нижнього ярма до обмотки ВВ приймається згідно табл. 4.5 [1] (див. табл. 3.1) <img width=«92» height=«25» src=«ref-1_1562454445-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1322">=0,05 м.
Внутрішній діаметр обмотки ВН
<img width=«151» height=«28» src=«ref-1_1562534717-403.coolpic» v:shapes="_x0000_i1323">0,294+2•28•0,001=0,35 м.
Зовнішній діаметр обмотки ВН
<img width=«145» height=«28» src=«ref-1_1562535120-395.coolpic» v:shapes="_x0000_i1324">0,35+2•28,8•0,001=0,408 м.
Середній діаметр обмотки ВН
<img width=«145» height=«47» src=«ref-1_1562535515-559.coolpic» v:shapes="_x0000_i1325">=(0,35 +0,408)/2=0,379 м.
Ізоляція між обмотками ВН і НН здійснюється жорстким паперово – бакелітовим циліндром. Розмір виступу циліндра за висоту обмотки забезпечує відсутність розряду на поверхні циліндра між обмотками або з обмотки на стрижень. Основна обмотка намотується на паперово-бакелітовому циліндрі з розмірами:
а) внутрішній діаметр циліндра
<img width=«248» height=«28» src=«ref-1_1562536074-572.coolpic» v:shapes="_x0000_i1326">=0,294+(0,02-4∙10-3)=0,31 м
б) зовнішній діаметр циліндра
<img width=«189» height=«28» src=«ref-1_1562536646-484.coolpic» v:shapes="_x0000_i1327">0,31+2∙4∙10-3=0,318 м.
в) довжина циліндра
<img width=«104» height=«28» src=«ref-1_1562537130-272.coolpic» v:shapes="_x0000_i1328">=0,469+20∙10-3=0,489 м.
Товщина рейок згідно табл. 9.2а [1] залежно від довжини вертикального каналу (осьового розміру обмотки <img width=«11» height=«20» src=«ref-1_1562537402-83.coolpic» v:shapes="_x0000_i1329">=0,477 м.)
г) товщина рейок між обмоткою НН і циліндром прийнята в п.3.3.1.23 і дорівнює <img width=«57» height=«29» src=«ref-1_1562537485-174.coolpic» v:shapes="_x0000_i1333">=<img width=«53» height=«29» src=«ref-1_1562537659-172.coolpic» v:shapes="_x0000_i1334">=0,006 м.
Тоді товщина рейок між циліндром і обмоткою ВН і визначається:
<img width=«221» height=«29» src=«ref-1_1562538438-392.coolpic» v:shapes="_x0000_i1335">=0,02-4∙10-3-0,006=0,01 м
Щільність теплового потоку на поверхні обмотки ВН по(7.19)
<img width=«308» height=«64» src=«ref-1_1562538830-1104.coolpic» v:shapes="_x0000_i1336">107∙3,05∙106∙71,3∙10,5∙1,05∙1010/(0,8∙ ((11,7+28,8)∙ 0,001))=792 Вт/м2,
де wк– максимальне число витків в котушці;
<img width=«29» height=«25» src=«ref-1_1562539934-120.coolpic» v:shapes="_x0000_i1337"> — коефіцієнт додаткових втрат, приймаємо 1,05;
<img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1562540054-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1338">=0,8— коефіцієнт закриття поверхні.
Допустиме значення 1200 Вт/м2.
Маса металу обмотки ВН
<img width=«388» height=«36» src=«ref-1_1562540168-894.coolpic» v:shapes="_x0000_i1339">=28∙103∙3∙0,379∙286∙
∙1∙23,4∙10-6=213,1 кг
Маса обмотки
<img width=«132» height=«29» src=«ref-1_1562541062-470.coolpic» v:shapes="_x0000_i1340">=1,02•213,1=217,36 кг.
3.4 Визначення параметрів короткого замикання
Визначення втрат короткого замикання
Основні втрати визначаються:
а) у обмотці НН
<img width=«243» height=«32» src=«ref-1_1562541532-587.coolpic» v:shapes="_x0000_i1341">2,4∙10-12∙(3,65∙106)2= 4061 Вт;
б) у обмотці ВН
<img width=«249» height=«32» src=«ref-1_1562542119-596.coolpic» v:shapes="_x0000_i1342">2,4∙10-12∙(3,05∙106)2= 4758 Вт.
Додаткові втрати в обмотці НН визначаються через коефіцієнт збільшення основних електричних втрат в обмотці ( коефіцієнт додаткових втрат) по (7.14) [1]:
а) число провідників обмотки в напрямі, паралельному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння для гвинтової обмотки
<img width=«112» height=«25» src=«ref-1_1562542715-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1343">=2∙19=38;
б) коефіцієнт
<img width=«156» height=«56» src=«ref-1_1562542933-548.coolpic» v:shapes="_x0000_i1344">=7,5∙10-3∙38∙0,95/0,468=0,579.
в) число провідників обмотки в напрямі перпендикулярному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння
<img width=«123» height=«29» src=«ref-1_1562543481-256.coolpic» v:shapes="_x0000_i1345">=8∙0,5=4;
г) коефіцієнт додаткових втрат для мідного прямокутного
<img width=«365» height=«36» src=«ref-1_1562543737-1079.coolpic» v:shapes="_x0000_i1346">1+0,095∙108∙2∙
∙(5∙10-3)4∙42=1,032.
Додаткові втрати в обмотці ВН визначаються аналогічно
а) число провідників обмотки в напрямі, паралельному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння <img width=«76» height=«25» src=«ref-1_1562544816-171.coolpic» v:shapes="_x0000_i1347">=32,
б) коефіцієнт
<img width=«160» height=«56» src=«ref-1_1562544987-556.coolpic» v:shapes="_x0000_i1348">=11,2∙10-3∙32∙0,95/0,469=0,726.
в) число провідників обмотки в напрямі перпендикулярному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння <img width=«148» height=«29» src=«ref-1_1562545543-267.coolpic» v:shapes="_x0000_i1349">1∙10,5=10,5,
г) коефіцієнт додаткових втрат для мідного прямокутного
<img width=«369» height=«36» src=«ref-1_1562545810-1095.coolpic» v:shapes="_x0000_i1350">
=1+0,095∙108∙0,7262∙(2,12∙10-3)4∙10,52=1,011.
Основні втрати у відводах визначаються (приймаючи переріз відвода рівним перерізу витка обмотки):
а) довжина відводів для обмотки НН (для з'єднання в трикутник)
Коефіцієнт <img width=«41» height=«25» src=«ref-1_1562546905-146.coolpic» v:shapes="_x0000_i1351">=7,5 при з'єднанні обмотки в зірку; <img width=«41» height=«25» src=«ref-1_1562547051-145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1352">=14 при з'єднанні обмотки в трикутник.Приймаємо для обмотки НН (з'єднання “зірка”)
Тоді
<img width=«167» height=«25» src=«ref-1_1562547353-294.coolpic» v:shapes="_x0000_i1354">7,5∙0,469=3,518 м
де <img width=«16» height=«25» src=«ref-1_1562507176-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1355">=0,469 м – осьовий розмір обмотки НН;
б) маса відведень НН
<img width=«180» height=«25» src=«ref-1_1562547747-305.coolpic» v:shapes="_x0000_i1356">3,518∙292,8∙10-6•8900=9,2 кг .
в) втрати у відведеннях НН
<img width=«257» height=«32» src=«ref-1_1562548052-624.coolpic» v:shapes="_x0000_i1357">2,4∙10-12∙(3,65∙106)2∙9,2=294 Вт;
г) довжина відведень для обмотки ВН (для з'єднання в зірку)
<img width=«157» height=«25» src=«ref-1_1562548829-294.coolpic» v:shapes="_x0000_i1359">=7,5∙0,469=3,5 м
де <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1562549123-119.coolpic» v:shapes="_x0000_i1360">=0,469 м – осьовий розмір обмотки ВН;
д) маса відведень ВН
<img width=«257» height=«29» src=«ref-1_1562549242-428.coolpic» v:shapes="_x0000_i1361">=3,5∙23,4∙1∙10-6 8900=0,7 кг
е) втрати у відведеннях ВН
<img width=«273» height=«32» src=«ref-1_1562549670-635.coolpic» v:shapes="_x0000_i1362">2,4∙10-12∙(3,05∙106)2∙0,7=16 Вт;
Втрати в стінках бака і інших елементах конструкції до з'ясування розмірів бака визначаються приблизно по (7.25)
Коефіцієнт <img width=«20» height=«19» src=«ref-1_1562484920-99.coolpic» v:shapes="_x0000_i1363"> визначається по табл. 7.1 [1]для потужності <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_1562453839-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1364">=740 кВА
тоді втрати
<img width=«124» height=«25» src=«ref-1_1562550598-339.coolpic» v:shapes="_x0000_i1366">10∙0,017∙740=125,8 Вт.
Повні втрати короткого замикання
<img width=«540» height=«29» src=«ref-1_1562550937-730.coolpic» v:shapes="_x0000_i1367">4061∙1,032+4758∙1,011+294+16+125,8=9437 Вт.
Для номінальної напруги обмотки ВН
<img width=«243» height=«29» src=«ref-1_1562551667-593.coolpic» v:shapes="_x0000_i1368">=9437-0,05∙4758∙1,011=9196 Вт.
Відхилення розрахункового значення втрат короткого замикання від заданого (гарантійного) не повинне перевищувати 5% згідно стор. 304 [1],
або від заданих
<img width=«197» height=«56» src=«ref-1_1562552260-715.coolpic» v:shapes="_x0000_i1369">=(9196-8900)∙100/8900=3,3 %.
Активна складова напруги короткого замикання (7.28) [1]
<img width=«104» height=«52» src=«ref-1_1562552975-433.coolpic» v:shapes="_x0000_i1370">=9196/(10∙740)=1,24 %.
Реактивна складова напруги короткого замикання визначається по 7.32 [1]:
а) середній діаметр каналу між обмотками
<img width=«140» height=«56» src=«ref-1_1562553408-445.coolpic» v:shapes="_x0000_i1371">(0,294+0,35)/2=0,322 м;
б) уточнюємо коефіцієнт
<img width=«104» height=«49» src=«ref-1_1562553853-420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1372">3,14∙0,322/0,469=2,16;
в) ширина приведеного каналу розсіяння для трансформатора з урахуванням нерівності радіальних розмірів обмоток НН <img width=«20» height=«25» src=«ref-1_1562554273-102.coolpic» v:shapes="_x0000_i1373"> і ВН <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_1562554375-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1374"> (стр.323 [1])
<img width=«272» height=«76» src=«ref-1_1562554481-818.coolpic» v:shapes="_x0000_i1375">=(0,322∙28∙103+0,272∙0,022∙103/3+
+0,379∙28,8∙103/3)/0,322=0,0393 м
г) коефіцієнт, що враховує відхилення реального поля розсіяння від ідеального паралельного поля
<img width=«156» height=«48» src=«ref-1_1562555299-517.coolpic» v:shapes="_x0000_i1376">(28∙10-3+0,022+28,8∙10-3)/(3,14∙0,469)=0,0535,
<img width=«192» height=«36» src=«ref-1_1562555816-506.coolpic» v:shapes="_x0000_i1377">1-0,0535(1-2,73-1/0,0535)=0,9465,
д) коефіцієнт<img width=«27» height=«29» src=«ref-1_1562556322-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1378">, що враховує нерівномірний розподіл витків обмотки по висоті із-за відключення регулювальних котушок, визначається згідно (7.35)[1]. Попередньо визначаємо: <img width=«19» height=«25» src=«ref-1_1562556443-104.coolpic» v:shapes="_x0000_i1379"> згідно рис. А.14
<img width=«216» height=«51» src=«ref-1_1562556547-636.coolpic» v:shapes="_x0000_i1380">=((11,7+4)∙4/2+12)∙10-3=0,043 м
<img width=«52» height=«48» src=«ref-1_1562557183-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1381">=0,043/0,469=0,092.
Потім
<img width=«160» height=«63» src=«ref-1_1562557366-470.coolpic» v:shapes="_x0000_i1382">=1+0,469∙0,0922/(3∙0,0393∙0,9465)=1,04,
<img width=«19» height=«16» src=«ref-1_1562446360-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1383">=3 – число фаз.
<img width=«316» height=«67» src=«ref-1_1562557930-987.coolpic» v:shapes="_x0000_i1384">=7,9∙50∙246,7∙2,16∙0,0393∙0,9465∙
∙1,04∙0,1/12,162=5,51 %.
Напруга короткого замикання
<img width=«145» height=«40» src=«ref-1_1562558917-354.coolpic» v:shapes="_x0000_i1385">(5,512+1,242)1/2=5,65%.
Відхилення розрахункового значення напруги короткого замикання від заданого (гарантійного) не повинне перевищувати 5% згідно стр.304 [1]:
<img width=«180» height=«52» src=«ref-1_1562559271-676.coolpic» v:shapes="_x0000_i1386">=(5,65-5,6)∙100/5,6= 1%.
У тих випадках, коли набутого значення <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1562559947-117.coolpic» v:shapes="_x0000_i1387">відхиляється більш ніж на 5 % заданого (гарантійного), його зміна в потрібному напрямі може бути досягнута за рахунок зміни реактивної складової <img width=«29» height=«29» src=«ref-1_1562560064-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1388">. Невеликі зміни можуть бути одержані шляхом збільшення або зменшення осьового розміру обмотки <img width=«11» height=«20» src=«ref-1_1562537402-83.coolpic» v:shapes="_x0000_i1389"> при відповідному зменшенні або збільшенні радіальних розмірів обмоток <img width=«20» height=«25» src=«ref-1_1562554273-102.coolpic» v:shapes="_x0000_i1390"> і <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_1562554375-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1391">. Різкіша зміна <img width=«29» height=«29» src=«ref-1_1562560064-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1392"> досягається зміною напруги одного витка <img width=«21» height=«25» src=«ref-1_1562560601-105.coolpic» v:shapes="_x0000_i1393"> за рахунок збільшення або зменшення діаметру стрижня магнітної системи <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_1562458928-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1394"> або індукції, в ньому. Змінювати в цих цілях ізоляційна відстань <img width=«29» height=«25» src=«ref-1_1562453367-116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1395"> у бік зменшення не рекомендується.
Визначення механічних сил в обмотках і нагріву обмоток при короткому замиканні.
Сталий струм короткого замикання на обмотці ВН по (7.38) [1]: визначаємо попередньо по табл. 7.2 [1] потужність короткого замикання електричної мережі для класу напруги ВН <img width=«33» height=«25» src=«ref-1_1562452084-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1396"> продолжение
--PAGE_BREAK--=6000 В
<img width=«196» height=«76» src=«ref-1_1562561157-906.coolpic» v:shapes="_x0000_i1398">100∙71,3/(5,65∙(1+100∙740/(5,65∙500∙∙103)))=
=1230 А,
Миттєве максимальне значення струму короткого замикання визначається:
<img width=«152» height=«56» src=«ref-1_1562562063-402.coolpic» v:shapes="_x0000_i1399">=1+2,73-3,14•1,24/5,51=1,492
<img width=«172» height=«33» src=«ref-1_1562562465-427.coolpic» v:shapes="_x0000_i1400">=1,492∙1,42∙1230=2606 А.
Радіальна сила по 7.43 [1]
<img width=«336» height=«36» src=«ref-1_1562562892-979.coolpic» v:shapes="_x0000_i1401">
=0,628∙(2606∙286)2∙2,16∙0,9465∙10-6=713206 Н.
Середнє що розтягує обмотки ВН по (7.48) і (7.49) [1]
<img width=«237» height=«59» src=«ref-1_1562563871-698.coolpic» v:shapes="_x0000_i1402"> 713206/(2∙3,14∙286∙23,4∙1)=17 Мпа
Дія радіальної сили звичайно не приводить до руйнування обмотки ВН. Звичайно для мідного допускається середнє значення <img width=«28» height=«29» src=«ref-1_1562564569-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1403"> не більше 60 МПа (див. п.7.3 [1]), вважаючи, що при цьому в окремих точках поперечного перерізу обмотки ці напруги можуть досягати подвійного значення, тобто 120 МПа. Для алюмінію можна допустити <img width=«28» height=«29» src=«ref-1_1562564569-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1404">=25 МПа.
Середнє стискаюче в обмотки НН по (7.48) і (7.49) [1]
<img width=«181» height=«56» src=«ref-1_1562564797-573.coolpic» v:shapes="_x0000_i1405">713206/(2∙3,14∙19∙292,8)=20Мпа,
Стійкість внутрішньої обмотки при дії радіальних сил залежить від багатьох , в учбових розрахунках вона може бути приблизно оцінена по значенню <img width=«48» height=«29» src=«ref-1_1562565370-148.coolpic» v:shapes="_x0000_i1406">. Для забезпечення стійкості цієї обмотки рекомендується не допускати в мідних обмотках більше 30 МПа і в алюмінієвих 15 МПа (стор. 340 [1]).
Осьові сили по рис. 7.11, в і (7.45, а) [1], А.15
<img width=«140» height=«51» src=«ref-1_1562565518-418.coolpic» v:shapes="_x0000_i1407">713206∙0,0393/(2∙0,469)=29882 Н.
Відстань між крайніми витками із струмом при роботі трансформатора на нижчому ступені обмотки ВН (висота розриву в зоні регулювання) згідно рис. А.12
<img width=«204» height=«29» src=«ref-1_1562565936-517.coolpic» v:shapes="_x0000_i1408">=((11,7+4)∙4+12)∙10-3=0,075 м.
Осьова сила, викликана іншим поперечним полем (7.47) [1]
<img width=«164» height=«55» src=«ref-1_1562566453-490.coolpic» v:shapes="_x0000_i1409">=713206∙0,075/(0,25∙0,9465∙4)=56514 Н
де <img width=«17» height=«21» src=«ref-1_1562566943-96.coolpic» v:shapes="_x0000_i1410"> — відстань від поверхні стрижня трансформатора до стінки бака, попередньоскладає 0,25 м;
<img width=«19» height=«16» src=«ref-1_1562446360-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1411"> =4, для даної конструкції обмотки згідно рис. 7.11, в [1], А.15.
Максимальні стискаючісили в обмотках, рис. А.15
<img width=«127» height=«25» src=«ref-1_1562567133-248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1412">=29882+56514=86396 Н
<img width=«129» height=«25» src=«ref-1_1562567381-246.coolpic» v:shapes="_x0000_i1413">=56514-29882=26632 Н
найбільша сила спостерігається у середині висоти обмотки НН
(обмотка 1)де <img width=«45» height=«25» src=«ref-1_1562567627-133.coolpic» v:shapes="_x0000_i1414">86396 Н.
Н на міжвиткових прокладках обмотки НН.
Приймаємо: число прокладок по колу обмотки НН рівним числу рейок (<img width=«53» height=«29» src=«ref-1_1562567760-160.coolpic» v:shapes="_x0000_i1415">=10, п.3.1.7) з технологічних причин (див. стор. 224 [1], рис.5.10)
ширину прокладок стор. 341 [1].
Тоді
<img width=«171» height=«53» src=«ref-1_1562568202-574.coolpic» v:shapes="_x0000_i1418">=86396∙10-6/(10∙0,022∙0,02)=19,6 МПа.
Допустиме значення <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1562568776-104.coolpic» v:shapes="_x0000_i1419">=18-20 МПа для трансформаторів потужністю до 6300 кВА.
Температура обмотки через <img width=«59» height=«25» src=«ref-1_1562568880-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1420"> після виникнення короткого замикання
<img width=«211» height=«79» src=«ref-1_1562569096-1021.coolpic» v:shapes="_x0000_i1421">=670∙4/(12,5∙ (5,65/3,05)2 — 4,49)+90=159<img width=«24» height=«24» src=«ref-1_1562570117-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1422">.
<img width=«19» height=«25» src=«ref-1_1562570223-102.coolpic» v:shapes="_x0000_i1423">— найбільша тривалість короткого замикання на виводах масляного трансформатора, приймається при короткому замиканні на сторонах з номінальною напругою 35 кВ і нижче <img width=«59» height=«25» src=«ref-1_1562568880-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1424">.
Допустима температура обмотки 250 згідно табл. 7.6 [1].
3.5 Розрахунок магнітної системи
Визначення розмірів магнітної системи і маси стали (п. 8.1 [1]).
Прийнята остаточно конструкція трифазної плоскої шихтованної магнітної системи, що збирається з пластин холоднокатаної текстурованої сталі марки 3404, завтовшки 0,35 мм по рис. А.16. Стрижні магнітної системи скріпляються бандажами із склострічки, ярма пресуються ярмовими балками. Розміри пакетів вибрані по табл. 8.3 [1] і приведені на рис. А.16 для стрижня діаметром <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_1562458928-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1425">=0,22 м без пресуючої пластини. Число ступенів в перерізі стрижня <img width=«52» height=«25» src=«ref-1_1562570635-151.coolpic» v:shapes="_x0000_i1426">=8, у перерізі ярма <img width=«49» height=«29» src=«ref-1_1562459345-155.coolpic» v:shapes="_x0000_i1427">=6.
Таблиця 3.7. Розміри пакетів в перерізі стрижняі ярма (у половині поперечного перерізу), мм
Ширина стрижня (рис.А.16б) <img width=«76» height=«25» src=«ref-1_1562574305-173.coolpic» v:shapes="_x0000_i1452">=0,215 м.
Повний переріз стрижня по табл. 8.7 [1] для стрижня діаметром <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_1562458928-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1453">=0,22 м без пресуючої пластини
Активний переріз стрижня
<img width=«135» height=«29» src=«ref-1_1562574713-250.coolpic» v:shapes="_x0000_i1455">0,97∙0,0353=0,0342 м2.
Повний переріз ярма
Активний переріз ярма
<img width=«141» height=«29» src=«ref-1_1562575107-258.coolpic» v:shapes="_x0000_i1457">0,97∙0,0361=0,035 м.
Ширина ярма (загальна товщина пакетів стрижня)
<img width=«343» height=«25» src=«ref-1_1562575365-688.coolpic» v:shapes="_x0000_i1458">=0,192 м
Об'єм кута магнітної системи
Об'єм стали кута магнітної системи
<img width=«105» height=«25» src=«ref-1_1562576169-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1460">=0,97•0,00646=0,00627 м3.
Довжина стрижня (див. рис.А.16)
<img width=«184» height=«29» src=«ref-1_1562576393-345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1461">=0,469+0,05+0,05=0,569 м.
Висота магнітного пакету, рис.А. 16
<img width=«123» height=«25» src=«ref-1_1562576738-329.coolpic» v:shapes="_x0000_i1462">=0,569+2∙0,215=1,00 м
де <img width=«165» height=«25» src=«ref-1_1562577067-281.coolpic» v:shapes="_x0000_i1463">=0,215 м.
Відстань між осями стрижнів (див. рис.А.16, А.17)
<img width=«112» height=«35» src=«ref-1_1562577348-291.coolpic» v:shapes="_x0000_i1464">=0,408+18∙10-3=0,426 м.
Довжина магнітного пакету (див. рис. А.16)
<img width=«125» height=«25» src=«ref-1_1562577639-323.coolpic» v:shapes="_x0000_i1465">=2∙0,426+0,215=1,067 м.
Визначення мас стрижнів і ярем
Маса сталі кута магнітної системи <img width=«133» height=«29» src=«ref-1_1562577962-464.coolpic» v:shapes="_x0000_i1466">=7650∙0,00627=48 кг
Маса сталі ярма
<img width=«341» height=«36» src=«ref-1_1562578426-758.coolpic» v:shapes="_x0000_i1467">2∙0,035∙2∙0,426∙7650+
+2∙48=456+96=552 кг.
Маса стали стрижнів по (8.11)
<img width=«176» height=«32» src=«ref-1_1562579184-451.coolpic» v:shapes="_x0000_i1468">3∙0,569∙0,0342∙7650=447 кг.
<img width=«241» height=«36» src=«ref-1_1562579635-643.coolpic» v:shapes="_x0000_i1469">3∙(0,0342∙7650∙0,215-48)=25 кг
<img width=«131» height=«32» src=«ref-1_1562580278-264.coolpic» v:shapes="_x0000_i1470">447+25=472 кг
Загальна маса стали
<img width=«121» height=«25» src=«ref-1_1562580542-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1471">=472+552=1024 кг
Визначення втрат холостого ходу по п 8.2 [1].
Магнітна система шихтуєтся електротехнічної тонколистової рулонної холоднокатаної текстурованої сталі марки 3404 завтовшки 0,35 мм.
Індукція в стрижні
<img width=«153» height=«52» src=«ref-1_1562580782-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1472">12,16/(4,44∙50∙0,0342)=1,60 Тл.
Індукція в ярмі
<img width=«157» height=«52» src=«ref-1_1562581239-475.coolpic» v:shapes="_x0000_i1473"> продолжение
--PAGE_BREAK--12,16/(4,44∙50∙0,035)=1,56 Тл.
Індукція на косому стику
<img width=«88» height=«52» src=«ref-1_1562581714-352.coolpic» v:shapes="_x0000_i1474">=1,60/1,41=1,13 Тл.
Число косих зазорів в магнітній системі
Число прямих зазорів
Площі перерізу немагнітних зазорів на прямому стику рівні відповідно активним перерізам стрижня і ярма. Площа перерізу стрижня на косому стику
<img width=«139» height=«29» src=«ref-1_1562582299-345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1477">1,41∙0,0342=0,0482м2
По табл. 8.10 знаходимо питомі втрати в сталі (шихтовка в одну пластину):
а) у стрижні при <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1562460827-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1478">=1,60 Тл
у прямому зазорі при <img width=«25» height=«22» src=«ref-1_1562582860-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1480">=1,60 Тл
б) у ярмі при <img width=«39» height=«31» src=«ref-1_1562583083-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1482">=1,56 Тл
у косому зазорі при <img width=«35» height=«31» src=«ref-1_1562583426-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1484">=1,60/1,41=1,13 Тл.
По тексту гл. 8 [1] ітаблицям 8.11, 8.12 і 8.13 [1] для сталі 3404 завтовшки 0,35 мм при наявність відпалу визначаємо коефіцієнти.
Якщо число ступенів в перерізі ярма рівне або відрізняється на одну два ступеня від числа ступенів в перерізі стрижня, то розподіл індукції в ярмі і стрижня можна вважати рівномірним і прийняти коефіцієнт збільшення втрат, залежний від форми перерізу ярма <img width=«36» height=«25» src=«ref-1_1562583757-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1486">=1,0. Для ярма із співвідношенням числа ступенів стрижня і ярма, рівним трем <img width=«36» height=«25» src=«ref-1_1562583757-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1487">=1,04: рівним шести <img width=«36» height=«25» src=«ref-1_1562583757-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1488">=1,06, для ярма прямокутного перерізу <img width=«36» height=«25» src=«ref-1_1562583757-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1489">=1,07. Отже вибираємо
Для відпаленої стали 3404 приймаємо (стор. 380 [1]) коефіцієнт збільшення питомих втрат в сталі від технологічних чинників
Коефіцієнти <img width=«31» height=«25» src=«ref-1_1562584554-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1492"> і <img width=«35» height=«25» src=«ref-1_1562584682-133.coolpic» v:shapes="_x0000_i1493"> збільшення втрат в сталі, залежно від способу пресування приймаємо при відпаленої сталі по табл.8.12 [1]
і
Коефіцієнт <img width=«35» height=«25» src=«ref-1_1562585078-130.coolpic» v:shapes="_x0000_i1496"> збільшення втрат в сталі що враховує наявність задирок післянарізки пластин із смуги рулону. При видаленні задирок
Покриття пластин ізоляційною лаковою плівкою збільшує втрати в сталі в <img width=«29» height=«25» src=«ref-1_1562585334-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1498">=1,0 при повітряному охолоджуванні пластин після покриття і в 1,04 разу при водяному охолоджуванні.
Перешихтовка верхнього ярма остова при установці обмоток приводить до збільшення втрат, які враховуються коефіцієнтом <img width=«35» height=«25» src=«ref-1_1562585462-135.coolpic» v:shapes="_x0000_i1499">. При потужності трансформатора до 250 кВА <img width=«35» height=«25» src=«ref-1_1562585462-135.coolpic» v:shapes="_x0000_i1500">=1,01, при 400-630 кВА – 1,02, при 1000 – 6300 кВА – 1,04 – 1,8 і при 10000 кВА і більш – 1,09. Приймаємо
Коефіцієнт, що враховує збільшення втрат в кутах магнітної системи по табл. 8.13 для сталі 3404 при комбінованому стику по рис. А.1
Втрати холостого ходу по (8.32) [1]:
<img width=«565» height=«47» src=«ref-1_1562586007-1187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1503">
<img width=«536» height=«25» src=«ref-1_1562587194-927.coolpic» v:shapes="_x0000_i1504">[1,05
∙1∙(1,295∙472+1,207∙456-4∙1,207∙48+(1,295+1,207)/2∙7,5∙48)+
+(4∙334∙1,41∙0,0342 +3∙645∙0,0342)]∙1∙1,03∙1,04=1692 Вт.
У правильно розрахованому трансформаторі відхилення дійсних втрат від розрахункових складає в середньому <img width=«80» height=«24» src=«ref-1_1562588121-426.coolpic» v:shapes="_x0000_i1505">. Згідно ГОСТ 11677-85 для втрат струму в готовому трансформаторі встановлений допуск +15%. Таким чином, в розрахунку слід витримувати втрати холостого ходу в межах норми відповідного ГОСТ плюс 7,5% (див. стр.384 [1]).
Відхилення розрахункового значення втрат холостого ходу від заданого (гарантійного)
<img width=«199» height=«56» src=«ref-1_1562588547-710.coolpic» v:shapes="_x0000_i1506">=(1692-1480)∙100/1480=14,3 %.
Розрахунок струму холостого ходу.
Питома потужність, що намагнічує, згідно табл. 8.17 [1]
а)в стрижні при <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1562460827-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1507">=1,60 Тл
б)в ярмі<img width=«39» height=«31» src=«ref-1_1562583083-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1509">=1,56 Тл
г)на прямому стику (у прямому зазорі ) при <img width=«25» height=«22» src=«ref-1_1562582860-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1511">=1,60 Тл
в)на косому стику (у косому зазорі) при <img width=«35» height=«31» src=«ref-1_1562583426-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1513">=1,60/1,41=1,13 Тл.
Для прийнятої конструкції магнітної системи і технології її виготовлення використовується формула (8.43) [1], в якій згідно табл. 8.12 і 8.21 приймаємо коефіцієнти.
Коефіцієнт <img width=«40» height=«29» src=«ref-1_1562590403-147.coolpic» v:shapes="_x0000_i1515"> враховує вплив різки смуги рулону на пластини; для відпаленої сталі марки 3404
Коефіцієнт <img width=«39» height=«25» src=«ref-1_1562590697-139.coolpic» v:shapes="_x0000_i1517"> враховує вплив того, що зрізає задирки; для відпалених пластин <img width=«56» height=«25» src=«ref-1_1562590836-154.coolpic» v:shapes="_x0000_i1518">1 (задирки зрізають).
Коефіцієнт <img width=«47» height=«25» src=«ref-1_1562590990-149.coolpic» v:shapes="_x0000_i1519"> враховує збільшення потужності, що намагнічує, в кутках магнітної системи залежно від ширини пластини другого пакету, по табл. 8.21 для <img width=«24» height=«25» src=«ref-1_1562591139-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1520">=0,195
Коефіцієнт <img width=«40» height=«25» src=«ref-1_1562591397-141.coolpic» v:shapes="_x0000_i1522"> враховує пресування магнітної системи при відпаленої сталі по табл.8.12 [1] приймаємо (стр.394 [1])
Коефіцієнт<img width=«44» height=«25» src=«ref-1_1562591673-148.coolpic» v:shapes="_x0000_i1524"><img width=«44» height=«25» src=«ref-1_1562591673-148.coolpic» v:shapes="_x0000_i1525"> враховує перешихтовку верхнього ярма при потужності 1000-6300 кВА згідно стр.394 [1]
Коефіцієнт <img width=«39» height=«29» src=«ref-1_1562592117-147.coolpic» v:shapes="_x0000_i1527"> залежить від форми стиків в крайніх і середніх стрижнях магнітної системи. З табл.8.20 для прийнятої шихтовки рис.А.1, б для індукції <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1562460827-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1528">=1,60 Тл
<img width=«644» height=«48» src=«ref-1_1562592520-1265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1530"><img width=«444» height=«25» src=«ref-1_1562593785-619.coolpic» v:shapes="_x0000_i1531">[1,18∙1∙(1,775∙472+
+1,575∙456-4∙1,575∙48+(1,775+1,575)/2∙42,45∙1,4∙48)+ 4∙2875∙0,0482+
+3∙23500∙0,0342)∙1∙1,05∙1,04=11011 ВА.
Струм холостого ходу
<img width=«83» height=«48» src=«ref-1_1562594404-370.coolpic» v:shapes="_x0000_i1532">=11011/10•740=1,488 %,
Відхилення розрахункового значення струму холостого ходу від заданого (гарантійного) не слід допускати більш ніж на половину допуска, дозволеного ГОСТ 11677-85 (дозволений допуск +30%, стр.398 [1]):
<img width=«156» height=«52» src=«ref-1_1562594774-613.coolpic» v:shapes="_x0000_i1533">=(-)•100/1,76=-15%.
Активна складова холостого ходу
<img width=«108» height=«48» src=«ref-1_1562595387-398.coolpic» v:shapes="_x0000_i1534">1692/(10∙740)=0,23 %.
Реактивна складова струму холостого ходу
<img width=«148» height=«39» src=«ref-1_1562595785-344.coolpic» v:shapes="_x0000_i1535">(1,4882-0,232)1/2=1,47 %.
Коефіцієнт корисної дії трансформатора
<img width=«252» height=«68» src=«ref-1_1562596129-1011.coolpic» v:shapes="_x0000_i1536">=(1-(9196+1692)/
/(740∙103+9196+1692))∙100=98,5 %.
Висновки по третьому розділу
В результаті розрахунків одержані наступні характеристики:
4. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ТРАНСФОРМАТОРА
4.1 Тепловий розрахунок обмоток
Внутрішній перепад температури в обмотці НН <img width=«33» height=«25» src=«ref-1_1562597340-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1538"> визначається по (9.9) і рис. 9.9 [1].
Теплопровідність паперової, просоченої маслом ізоляції по табл. 9.1
Внутрішній перепад температури в обмотці НН
<img width=«97» height=«53» src=«ref-1_1562597779-493.coolpic» v:shapes="_x0000_i1541">=933∙0,25∙10-3/0,17∙=1,4 <img width=«27» height=«28» src=«ref-1_1562446654-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1542">,
де <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_1562598385-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1543"> — товщина ізоляції на одну сторону, рівна 0,25∙10-3 м.
Внутрішній перепад температури в обмотці ВН визначається
по (9.9) і рис. 9.9 [1]:
<img width=«101» height=«53» src=«ref-1_1562598560-505.coolpic» v:shapes="_x0000_i1544">=792∙0,25∙10-3/0,17=1,2 <img width=«27» height=«28» src=«ref-1_1562446654-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1545">.
Перепад температури на поверхні обмотки НН по (9.20) [1].
Вибираємо коефіцієнт <img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1562599178-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1546"> для природного масляного охолоджування (стр.427 [1])
Вибираємо <img width=«31» height=«25» src=«ref-1_1562599426-127.coolpic» v:shapes="_x0000_i1548"> для внутрішньої обмотки НН (стор. 427 [1])
Вибираємо <img width=«29» height=«25» src=«ref-1_1562599680-126.coolpic» v:shapes="_x0000_i1550"> по табл. 9.3 для відношення <img width=«61» height=«25» src=«ref-1_1562599806-234.coolpic» v:shapes="_x0000_i1551">4∙10-3/0,022=0,18
<img width=«289» height=«32» src=«ref-1_1562600166-820.coolpic» v:shapes="_x0000_i1553">=1∙1,1∙0,85∙0,35∙9330,6=19,81 <img width=«27» height=«28» src=«ref-1_1562446654-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1554">.
Перепад температури на поверхні обмотки ВН по (9.20) [1].
Вибираємо коефіцієнт <img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1562601099-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1555"> для природного масляного охолоджування (стр.427 [1])
Вибираємо <img width=«37» height=«25» src=«ref-1_1562601341-138.coolpic» v:shapes="_x0000_i1557"> для зовнішньої обмотки ВН (стор. 427 [1])
Вибираємо <img width=«29» height=«25» src=«ref-1_1562599680-126.coolpic» v:shapes="_x0000_i1559"> по табл. 9.3 для відношення<img width=«68» height=«25» src=«ref-1_1562601732-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1560">4/28,8=0,14
<img width=«291» height=«32» src=«ref-1_1562602107-813.coolpic» v:shapes="_x0000_i1562">=1∙1∙0,9∙0,35∙7920.6=17,28 <img width=«27» height=«28» src=«ref-1_1562446654-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1563">.
Повний середній перепад температури від обмотки НН до масла
<img width=«189» height=«29» src=«ref-1_1562603033-512.coolpic» v:shapes="_x0000_i1564">1,4+19,81=21,21<img width=«24» height=«24» src=«ref-1_1562570117-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1565">.
Повний середній перепад температури від обмотки ВН до масла
<img width=«192» height=«29» src=«ref-1_1562603651-519.coolpic» v:shapes="_x0000_i1566">1,2+17,28=18,48<img width=«24» height=«24» src=«ref-1_1562570117-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1567">.
4.2 Вибір основних розмірів бака
По п. 9.6 [1], табл. 9.4, потужності трансформатора вибираємо конструкцію гладкого бака з радіаторами і прямими трубами по рис. 9.16 [1] і рис.10.3 [3].
Ізоляційні відстані відводів (рис. Б.1) визначаємо до пресуючої балки верхнього ярма і стінки бака. До остаточної розробки конструкції зовнішні габарити пресуючих балок приймаємо рівними зовнішньому габариту обмотки ВН.
Ширина бака визначається з умови ізоляції відводів від зовнішньої обмотки ВН і стінок бака. Відводи НН – шина з міді, площа перерізу аналогічно перерізу обмотки НН <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1562604276-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1568">=292,8 мм2.
Товщина голої шини НН
Ширина голої шини НН
Вибираємо товщину ізоляції на сторону відвода НН по табл. 4.11 для випробувальної напруги<img width=«57» height=«25» src=«ref-1_1562451918-166.coolpic» v:shapes="_x0000_i1571">=5 кВ (стор.199 [1]).
Загальна товщина відвода НН (див. рис. 3.13)
<img width=«189» height=«25» src=«ref-1_1562605126-334.coolpic» v:shapes="_x0000_i1573">=8+2•=8,0 мм.
Відвод ВН – шина з міді, площа перерізу аналогічно обмотки ВН
<img width=«136» height=«29» src=«ref-1_1562605460-282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1574">=23,4∙1=23,40 мм2.
Товщина голої шини ВН
Ширина голої шини ВН
Вибираємо товщину ізоляції на сторону відвода ВН по табл. 4.11 для випробувальної напруги <img width=«56» height=«25» src=«ref-1_1562510634-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1577">=25 кВ
Загальна товщина відвода ВН (див. рис. 3.13)
<img width=«191» height=«25» src=«ref-1_1562606362-336.coolpic» v:shapes="_x0000_i1579">=1+2∙2=5,0 мм.
Відстань від відвода ВН до стінки бака по табл. 4.11 [1] (<img width=«56» height=«25» src=«ref-1_1562510634-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1580">=25 кВ)
Відстань від відвода ВН до пресуючої балки ярма по табл. 4.11 [1]. (<img width=«56» height=«25» src=«ref-1_1562510634-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1582">=25 кВ)
Відстань від відвода НН до стінки бака по табл. 4.11 [1] (<img width=«57» height=«25» src=«ref-1_1562451918-166.coolpic» v:shapes="_x0000_i1584">=5 кВ)
Відстань від відвода НН до обмотки ВН по табл. 4.12 [1] (<img width=«57» height=«25» src=«ref-1_1562451918-166.coolpic» v:shapes="_x0000_i1586">=5 кВ)
Мінімальна ширина бака
<img width=«432» height=«32» src=«ref-1_1562607755-1079.coolpic» v:shapes="_x0000_i1588">=0,408+(20+15+22+20+8,0+5,0)∙10-3=0,498 м.
Приймаємо ширину бака
при центральному положенні активної частини трансформатора в баку.
Мінімальна довжина бака. Попередньо визначаємо мінімальну розрахункову відстань від стінки бака до обмотки ВН по табл. 4.12 для випробувальної напруги обмотки ВН <img width=«56» height=«25» src=«ref-1_1562510634-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1590">=25 кВ
Тоді
<img width=«188» height=«25» src=«ref-1_1562609191-426.coolpic» v:shapes="_x0000_i1592">=2∙0,426+0,408+2∙0,02=1,30 м.
Приймаємо довжину бака
Висота активної частини
<img width=«247» height=«36» src=«ref-1_1562609713-620.coolpic» v:shapes="_x0000_i1594">0,569+2∙0,215 +0,05=1,05 м
де <img width=«31» height=«29» src=«ref-1_1562610333-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1595"> — товщина бруска між дном бака і нижнім ярмом 0,05 м.
Приймаємо відстань від верхнього ярма до кришки бака по табл. 9.5 [1] для класу напруги обмтки ВН <img width=«33» height=«25» src=«ref-1_1562452084-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1596">=6000 В при перемикачі відгалужень, розташованому горизонтально між ярмом і кришкою бака
тоді глибина бака
<img width=«139» height=«25» src=«ref-1_1562610715-267.coolpic» v:shapes="_x0000_i1598">=1,05+0,16=1,21 м.
приймаємо глибину бака
Розміщення активної частини трансформатора в баку показане на рис. 4.2.
Допустиме перевищення середньої температури масла над температурою навколишнього повітря для найбільш нагрітої обмотки
<img width=«263» height=«29» src=«ref-1_1562611127-791.coolpic» v:shapes="_x0000_i1600">=65-21,21=44 <img width=«27» height=«28» src=«ref-1_1562446654-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1601">.
Знайдене середні перевищення може бути допущено, оскільки перевищення температури масла у верхніх шарах в цьому випадку буде
<img width=«45» height=«25» src=«ref-1_1562612031-150.coolpic» v:shapes="_x0000_i1602">=1,2∙44=52,8<60 <img width=«27» height=«28» src=«ref-1_1562446654-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1603">.
Приймаючи попередньо перепад температури на внутрішній поверхні стінки бака <img width=«68» height=«25» src=«ref-1_1562612294-247.coolpic» v:shapes="_x0000_i1604"><img width=«28» height=«28» src=«ref-1_1562612541-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1605"> і запас 2<img width=«28» height=«28» src=«ref-1_1562612541-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1606">, знаходимо середнє перевищення температури зовнішньої стінки бака над температурою повітря
<img width=«151» height=«25» src=«ref-1_1562612767-440.coolpic» v:shapes="_x0000_i1607">44-5-2=37 <img width=«27» height=«28» src=«ref-1_1562446654-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1608">.
Для вибраного розміру бака розраховуємо: периметр бака (конструкція бака прямокутна)
<img width=«115» height=«25» src=«ref-1_1562613320-443.coolpic» v:shapes="_x0000_i1609">=2∙(1,3+0,49)=3,58 м.
Поверхня конвекції гладкої стінки бака
<img width=«120» height=«25» src=«ref-1_1562613763-275.coolpic» v:shapes="_x0000_i1610">=3,58∙1,35=4,83 м2.
Орієнтовна поверхня випромінювання бака з навісними радіаторами по (9.35)
<img width=«107» height=«25» src=«ref-1_1562614038-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1611">=1,5∙4,83=7,25 м2
де <img width=«15» height=«20» src=«ref-1_1562455189-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1612"> — коефіцієнт, що враховує відношення периметра поверхні випромінювання до поверхні гладкої частини бака і приблизно рівний 1,5 для бака з навісними радіаторами, приймаємо <img width=«15» height=«20» src=«ref-1_1562455189-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1613">=1,5.Орієнтовна необхідна поверхня конвекції для заданого значення <img width=«52» height=«25» src=«ref-1_1562614448-149.coolpic» v:shapes="_x0000_i1614">37 <img width=«27» height=«28» src=«ref-1_1562446654-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1615">
<img width=«276» height=«61» src=«ref-1_1562614710-1140.coolpic» v:shapes="_x0000_i1616">1,05∙(9196+1692)/(2,5∙371,25)-1,12∙7,25=41,99 м2.
Поверхня кришки прямокутного бака
<img width=«159» height=«29» src=«ref-1_1562615850-582.coolpic» v:shapes="_x0000_i1617">=(1,3)∙(0,49+0,16)=0,85 м2
де 0,16 – подвоєна ширина верхньої рами бака.
Поверхня конвекції кришки бака
<img width=«129» height=«29» src=«ref-1_1562616432-412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1618">=0,5∙0,85=0,43 м2,
де коефіцієнт 0,5 враховує закриття поверхні кришки вводами і арматурою.
Поверхня конвекції радіаторів
<img width=«225» height=«29» src=«ref-1_1562616844-475.coolpic» v:shapes="_x0000_i1619">=41,99-4,83-0,43=36,73 м2.
Використовуємо радіатори з прямими круглими трубами. Є два конструктивні варіанти радіаторів: один варіант по рис 9.16 [1] (конструкція приведена на рис.Б.3), характеристики – в табл.9.9 [1] і в табл.Б.1.
Радіатори випускають з одним рядом труб – 7 труб в ряду і з двома рядами – 20 труб в ряду. Для радіаторів з одним рядом труб розміри <img width=«17» height=«19» src=«ref-1_1562608834-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1620"> і <img width=«17» height=«20» src=«ref-1_1562617412-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1621"> складають 354 і 158 мм (див. рис. 9.16 [1]), для радіаторів з двома рядами – 505 і 253 мм.
Таблиця 4.1. Характеристики трубчатого радіатора з прямими трубами*
* Якщо радіатор не використовується, то в таблиці виставляємо нулі.
Для установки цих радіаторів глибина бака повинна бути не менше
<img width=«187» height=«29» src=«ref-1_1562618433-341.coolpic» v:shapes="_x0000_i1629">∙10-3++= 0,0 м
де <img width=«17» height=«25» src=«ref-1_1562618774-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1630"> і <img width=«19» height=«25» src=«ref-1_1562618869-98.coolpic» v:shapes="_x0000_i1631"> — відстані осей фланців радіатора від нижнього і від верхнього зрізів стінки бака по табл. 9.9 [1], табл. Б.1.
Другий варіант — для широкої поверхні бака використовуємо <img width=«64» height=«29» src=«ref-1_1562618967-246.coolpic» v:shapes="_x0000_i1632"> радіатора по рис.10.3 [3] і табл.10.8 [3] (конструкція приведена на рис. Б.4 ), характеристики – в табл. Б.2.
Таблиця 4.2. Характеристики уніфікованого прямотрубного радиатора*
Відстань між осями,<img width=«26» height=«20» src=«ref-1_1562619213-115.coolpic» v:shapes="_x0000_i1633">, мм
Висота,<img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1562619328-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1634">, мм
Ширина,<img width=«21» height=«23» src=«ref-1_1562619449-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1635">, мм
Кількість рядів труб <img width=«32» height=«23» src=«ref-1_1562619556-125.coolpic» v:shapes="_x0000_i1636">
Поверхня конвекції труб,<img width=«37» height=«22» src=«ref-1_1562619681-139.coolpic» v:shapes="_x0000_i1637">, м2
Маса стали,<img width=«31» height=«21» src=«ref-1_1562619820-122.coolpic» v:shapes="_x0000_i1638">, кг
Маса масла, <img width=«36» height=«22» src=«ref-1_1562619942-139.coolpic» v:shapes="_x0000_i1639">, кг
1100
1295
579
7
26,1
287
161
*Якщо радіатор не використовується, то в таблиці виставляємо нулі.
При установці уніфікованого радіатора висоту бака в п.4.2.6 необхідно вибрати не менше <img width=«32» height=«29» src=«ref-1_1562620081-127.coolpic» v:shapes="_x0000_i1640">=1,295 м. Отже, в п. 4.2.6 прийняти <img width=«37» height=«25» src=«ref-1_1562610982-145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1641"><img width=«15» height=«17» src=«ref-1_1562485507-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1642"><img width=«32» height=«29» src=«ref-1_1562620081-127.coolpic» v:shapes="_x0000_i1643">=1,295 м (якщо застосовувати цей радіатор).
Розміщення активної частини трансформатора в баку показано на рис. Б.2.
Розташування радіаторів на стінці бака показано на рис. Б.5.
Поверхня конвекції одного радіатора (конструкція — на рис. Б.3, характеристики – в табл. 9.9 [1] і табл.Б.1), приведена до поверхні гладкої стінки (коефіцієнт <img width=«25» height=«29» src=«ref-1_1562620568-125.coolpic» v:shapes="_x0000_i1644">=1,26 по табл. 9.6 [1])
<img width=«176» height=«29» src=«ref-1_1562620693-342.coolpic» v:shapes="_x0000_i1645">=1,26∙+=0,00 м2.
Поверхня конвекції бака з радіаторами
продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по производству