- •Расчет трехфазного масляного двухобмоточного трансформатора
- •Содержание
- •Задание
- •Введение
- •Расчет основных электрических величин трансформатора
- •Определение основных размеров трансформатора
- •3 Конструкция изоляции и минимально допустимые изоляционные расстояния
- •3.1. Главная изоляция обмоток
- •4 Выбор конструкции обмоток трансформатора
- •Расчет обмоток низкого напряжения трансформатора
- •Расчет обмоток высокого напряжения трансформатора
- •Определение потерь короткого замыкания
- •Определение напряжения короткого замыкания
- •Определение механических сил в обмотках
- •Заключение
- •Список использованных источников
Расчет обмоток высокого напряжения трансформатора
1 – экран; 2 – междуслойная изоляция; 3 – бортики из электрокартона; 4 – витковая изоляция
Рисунок 5 – Обмотка цилиндрическая многослойная из круглого провода
Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении,
,
, принимаемw2=1479.
Число витков для одной ступени регулирования напряжения,
,
, принимаемwр=37.
Предварительная плотность тока в обмотке ВН,
.
( А/мм2).
Предварительное сечение витка обмотки ВН,
,
(мм2)
По предварительному сечению витка из сортамента круглого обмоточного провода для трансформаторов подбираем провод подходящего сечения.
Записываем размер подобранного провода:
.
Уточненная плотность тока обмотки ВН, применяемая в дальнейших расчетах ,
,
(А/мм2).
Число витков в слое,
,
, принимаемwсл2=147.
Число слоев в обмотке,
,
, принимаемnсл2= 11.
Рабочее напряжение двух соседних слоев,
.
(В).
Толщина изоляции между двумя слоями (см. рисунок 3) δм.сл= 0,36 мм.
Рисунок 7 – Многослойная цилиндрическая обмотка ВН
Радиальный размер обмотки ВН,
,
(см).
Внутренний диаметр обмотки,
,
(см).
Наружный диаметр обмотки,
,
(см).
Поверхность охлаждения обмотки ВН,
,
(м2).
Определение потерь короткого замыкания
Масса алюминиевой обмотки НН и ВН,
,
(кг).
(кг).
Коэффициент добавочных потерь зависит от геометрических размеров проводников обмотки и их расположения по отношению к полю рассеяния трансформатора и определяется для круглого провода:
Для прямоугольного провода:
где n– число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном к направлению потока рассеяния;
m – число проводников обмотки в направлении, параллельном потоку рассеяния;
l– общий размер обмотки (высота) в направлении потока рассеяния;
Рисунок 8- К определению добавочных потерь в обмотке
Обмотка НН:
,
.
Обмотка ВН:
.
Электрические потери в обмотке НН и ВН с учетом добавочных потерь,
,
(Вт).
(Вт)
Плотность теплового потока обмоток НН и ВН,
,
( Вт/м2),
( Вт/м2).
Расчет электрических потерь в отводах сводится к определению длинны проводников и массы металла в отводах.
Длина проводов отводов определяется по формулам:
(см),
(см).
Масса алюминия отвода НН и ВН,
,
(кг),
(кг).
Потери в отводах обмотки НН и ВН,
,
(Вт),
(Вт).
Потери в стенках бака и других стальных деталях:
,
(Вт).
Полные потери короткого замыкания,
,
(Вт).
Определение напряжения короткого замыкания
Активная составляющая напряжения короткого замыкания,
,
(%).
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания,
Напряжение короткого замыкания трансформатора,
,
(%)
Отклонение вычисленного Ukот заданного не должно превышать5%.
Определение механических сил в обмотках
Установившийся ток короткого замыкания в обмотке НН и ВН,
(А),
(А).
Мгновенное максимальное значение ударного тока короткого замыкания обмотки НН и ВН,
,
где kм– коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока короткого замыкания:
(А),
(А).
Радиальная сила, действующая на обмотки НН и ВН,
(Н),
(Н).
Рисунок 9 – Действие радиальных сил на катушки обмоток
Напряжение сжатия от радиальной силы во внутренней обмотке НН
МПа,
МПа ≤МПа
Осевые силы,
,
(Н),
(Н).
Эта осевая сила является суммой элементарных осевых сил, приложенных к отдельным проводникам обмотки и направленных вниз в верхней половине и вверх в нижней половине каждой обмотки. Максимальное значение силы достигается на середине обмотки.
Рисунок 10 – Схема распределения сжимающих осевых сил
Напряжение сжатия на опорных поверхностях,
,
(МПа),
(МПа).
Конечная температура обмотки после возникновения короткого замыкания:
,
°C.
°C.
Время достижения 200 °С для алюминиевой обмотки:
(сек).
(сек)