3 Электромагнитный расчет

Исходные данные:

Полная мощность трансформатора - Sн=1200000BA;

Номинальное линейное напряжение обмотки ВН - Uвн=6000B;

Номинальное линейное напряжение обмотки НН - Uнн=525B;

Напряжение короткого замыкания - Uкн=6%;

Число фаз - m=3 ;

Частота питающей сети - f=50 Гц;

Потери холостого хода - Pо= 2500Вт;

Потери короткого замыкания - Pк=16000Вт;

Ток холостого хода - io=1,4%;

Схема и группа соединения обмоток - D/Y-11.

3.1 Расчет основных электрических величин

3.1.1 Мощность на одну фазу

Sф=Sн/m=1200000/3=400000,000 ВА.

3.1.2 Номинальные линейные токи на сторонах ВН(2) и НН(1)

Iл2=Sн/(sqr(3)*Uвн)=1200000/(1,73*6000)=115,470 А;

Iл1=Sн/(sqr(3)*Uнн)=1200000/(1,73*525)=1319,658 А.

3.1.3 Фазные токи на сторонах ВН и НН

Iф2=Iл2/sqr(3)=115,470053837925/1,73=66,667 А

Iф1=Iл1=Sн/(sqr(3)*Uнн)=1200000/(1,73*525)=1319,658 А.

3.1.4 Фазные напряжения на сторонах ВН и НН

Uвн=6000,000 В

Uф1=Uнн/sqr(3)=525/1,73=303,109 В

3.1.5 Активная составляющая напряжения КЗ

Uка=(Pк/Sн)*100=(16000/1200000)*100=1,333%

3.1.6 Реактивная составляющая напряжения КЗ:

Uкр=sqr(Uк^2-Uка^2)=sqr(36-1,778)=5,850%.

3.1.7 Проверка

НН: S1=m*U1ф*Iф1=3*303,108891324554*1319,65775814772=1200000,000Вт

ВН:

S2=m*U2ф*Iф2=3*6000*66,6667=1200000,600Вт.

3.1.8 Выбор испытательных напряжений исходя из номинальных линейных напряжений табл.4.1. [1]

Uисп.вн=25000 B

Uисп.нн=5000 B

3.2 Выбор изоляционных промежутков

Изоляционные промежутки показаны на рисунке 3.1

Рисунок 3.1

Выбор проведен согласно рекомендации [1] (см. табл.4.4. табл.4.5 [1])

a01=0,015 м -расстояние между стержнем и обмоткой НН;

a12=0,02 м -расстояние между обмоткой НН и ВН;

a22=0,018 м -расстояние между обмотками ВН;

Lc1=0,018 м -выступ цилиндра над обмоткой НН;

Lc2=0,02 м -выступ цилиндра над обмоткой ВН;

ac1=0,006 м -расстояние между цилиндром и обмоткой НН;

L02=0,05 м -расстояние между обмоткой ВН и ярмом;

b01=0,004 м -толщина цилиндра под обмоткой НН;

b12=0,004 м -толщина цилиндра под обмоткой ВН.

3.3 Расчет основных размеров

Принято:

Покрытие нагревостойкое .

Марка стали - 3405,3406,3407,3408 .

Толщина листов = 0,27 мм.. Материал обмоток - алюминий.

Kкр=0,926 - коэффициент заполнения круга .

A=35000A/m - линейная нагрузка.

B=1,58Тл - индукция в стержне .

K=0,63

β=1,5

J=1620000A/м^2 - плотность тока .

Kcu=0,2 - коэффициент заполнения окна медью.

α=4,5

λ=0,9

Kз=0,95

Kc=Kкр*Kз=0,8797

3.3.1 Расчет с помощью постоянной Арнольда

3.3.1.1 Постоянная Арнольда

Ca = (2 * Sqr(2)) / (m * pi ^ 2 * Kc *А*В)= =(2,828)/(3*9,870*0,8797*35000*1,58)=0,000002м^3/Дж

3.3.1.2 Условный объём активной части

V = Ca * Sн / f =0,000002*1200000/50=0,047 м^3.

3.3.1.3 Диаметр стержня

Da = (V / α) ^ (1 / 3)=(0,0471/4,5)^(0,3333333)=0,219 м

3.3.1.4 Высота обмотки

La = Da * α=0,219*4,5=0,985 м

3.3.2. Расчет с помощью универсальной постоянной

3.3.2.1 Универсальная постоянная

CS = ((4 * SQR(2)) / (PI ^ 2 * KC * KCU * J * B)) ^ (1/4)= =((5,657/(9,870*0,8797*0,2*1620000*1,58))^(0,25)=0,033588 М/ДЖ^(1/4)

3.3.2.2 Диаметр стержня

Ds = Cs * (Sн / (α * m * lambda * f)) ^ (1 /4)= =0,034*(1200000/(4,5*3*0,9*50))^0,25=0,224 м

3.3.2.3 Высота обмотки

Ls = Ds * α=0,224*4,5=1,008 м.

3.3.3 Расчет по методу [1]

Kр=0,95 -коэффициент Роговского

3.3.3.1 Приведенная ширина обмоток

a123 = K * ((Sф / 1000) ^ (1 / 4)) * 10 ^ (-2)=0,63*((400000,000/1000)^(1/4))*10^(-2)=0,028 м

3.3.3.2 Ширина приведенного канала рассеивания

aр = a12 + a123=0,02+0,0282=0,048 м