Расчет основных коэффициентов

Для трансформатора мощностью до 630 кВ А включительно постоянный коэффициент е = 0,405, а при номинальной мощности 1000 кВ А и

выше е = 0,41

Для трансформаторов с алюминевой обмоткой:

Минимальная стоимость активной части для рассчитываемого трансформатора:

Где k_u.p=1,06;

По таблице П.1.9 определяем k_о.с= 2,36

х=1,05 - значение, соответствующее минимальной стоимости активной части.

Находим предельные значения β, по допустимой плотности тока.

Для трансформаторов с алюминиевыми обмотками:

=1,41⁴= 3,95

Значение β_J лежит за пределами обычно принимаемых значений.

Масса угла магнитной системы:

0,897 1,02 1,05³=

=49,65 кг

Активное сечение стержня:

²

Площадь зазора на прямом стыке

м

Площадь зазора на косом стыке:

Для магнитной системы потери холостого хода находим по формуле:

1,295 (753,1+0,5 10,18 49,65)+1,15 1,251 (609,3 – 6 49,65+0,5 10,18 49,65)=2310,8 Вт

Где =1,15 так как пластины отожжены

= 10,18 - из таблицы П1.1 и П1.2

К3=

К4=

К5=

Намагничивающая мощность:

=2,281 753,1+1,834 609,3+66,47 49,65+5,08 1,05²= 6140,9 В А

=42,45

1,25

1 826 337 10^-4+ 2 778 475 10^-4=150,3

Определяем основные размеры трансформатора:

d=A x=0,212 1,05 = 0,22м

d₁₂=a A x=1,46 0,212 1,05 = 0,32м

l=π d₁₂/β=3,14 0,32/1,2 = 0,84 м

С=d₁₂+a₁₂+2a₂+a₂₂=0,32+0,027+2 0,042+0,018=0,449

β=3,5 β=1,2

Соотношение размеров двух трансформаторов

в зависимости от β

Таблица 2. Основные параметры трансформатора при выбранном пределе значений β (1.2-3)

β	1,2	1,32	1,4	1,8	2,2	2,6
X	1,046635	1,071873	1,087757	1,158292	1,217883	1,269823	1,316074
X2	1,095445	1,148913	1,183216	1,341641	1,48324	1,612452	1,732051
X3	1,146531	1,231489	1,287052	1,554012	1,806413	2,047529	2,279507
A1/X	675,1159	659,2197	649,5934	610,0361	580,187	556,4553	536,8999
A2*X2	79,606	83,49147	85,9843	97,49704	107,787	117,1769	125,8681
Gc=A1/X+A2*X2	754,7219	742,7111	735,5777	707,5331	687,974	673,6322	662,768
B1*X3	526,4872	565,4996	591,0142	713,6023	829,5048	940,2252	1046,75
B2*X^2	48,64872	51,02321	52,54662	59,58227	65,87067	71,60897	76,92038
Gя=B1*X3+B2*X2	575,1359	616,5228	643,5608	773,1846	895,3754	1011,834	1123,67
Gст=Gc+Gя	1329,858	1359,234	1379,139	1480,718	1583,349	1685,466	1786,438
Gy=К1*X3	49,17473	52,81855	55,20165	66,65158	77,47705	87,81851	97,76806
K3*Gc	1124,536	1106,64	1096,011	1054,224	1025,081	1003,712	987,5244
K4*Gя	827,6206	887,1764	926,084	1112,613	1288,445	1456,029	1616,961
K5*Gy	307,8338	330,6441	345,5623	417,2389	485,0063	549,7439	612,028
Px=K3*Gc+K4*Gя+K5*Gy	2259,99	2324,46	2367,657	2584,076	2798,533	3009,485	3216,514
Пс=K2*X^2	0,032863	0,034467	0,035496	0,040249	0,044497	0,048374	0,051962
K6*Gc	1721,521	1694,124	1677,853	1613,883	1569,269	1536,555	1511,774
K7*Gя	1054,799	1130,703	1180,291	1418,021	1642,119	1855,704	2060,811
K8*Gy	3268,644	3510,849	3669,254	4430,33	5149,899	5837,296	6498,643
K9*X^2	5,564861	5,836476	6,010737	6,815535	7,534858	8,191254	8,798818
Qx=K6*Gc+K7*Gя+K8*Gy+K9*X2	6050,529	6341,513	6533,408	7469,049	8368,821	9237,746	10080,03
io=Qx/(10*S)	0,605053	0,634151	0,653341	0,746905	0,836882	0,923775	1,008003
Go=C1/X^2	222,3023	211,957	205,812	181,5091	164,1812	151,0247	140,5963
1,03*Go	228,9714	218,3157	211,9863	186,9544	169,1066	155,5554	144,8142
Gпр=1,10*1,03*Go	259,4246	247,3516	240,1805	211,8193	191,5978	176,2443	164,0745
kос*Gпр	612,242	583,7499	566,826	499,8935	452,1707	415,9366	387,2159
Са.ч=kос*Gпр+Gст	1942,1	1942,984	1945,965	1980,611	2035,52	2101,403	2173,654
J=((kд*Рк)/(К*Go)0,5*106	0,225917	0,231365	0,234794	0,250019	0,262881	0,274093	0,284076
σр=М*Х	9,315053	9,539673	9,68104	10,3088	10,83916	11,30143	11,71306
d=A*X	0,221887	0,227237	0,230605	0,245558	0,258191	0,269203	0,279008
d12=a*d	0,323955	0,331766	0,336683	0,358515	0,376959	0,393036	0,407351
l=π*d12/β	0,847681	0,789202	0,755131	0,625409	0,538024	0,474666	0,426361
C=d12+a12+2*a+a22	3,288955	3,296766	3,301683	3,323515	3,341959	3,358036	3,372351

 

График зависимости С_а.ч. от β

Из графика видно, что минимальное значение С_а.ч = 1942,1 при β = 1,2

С учетом заданных критериев выбираем значение β = 1,2, соответствующее ему значение d=0,22 м

Принимаем P_xx=2259 Вт, i₀=0,61 %, X=1,047, X²=1,12,X³=1,17.

Определяем основные размеры.

Диаметр стержня.

Активное сечение стержня.

Средний диаметр обмотки.

Высота обмотки.

l=0,85 м

Высота стержня.

Напряжение одного витка предварительно.

Число обмотки НН.

Уточненное напряжение одного витка.

Средняя плотность тока для медных обмоток.

 

Расчет обмоток трансформатора

Расчет обмоток НН

Расчет обмоток трансформатора, как правило, начинают с обмотки НН, располагаемой у большинства трансформаторов между стержнем и обмоткой ВН. Предварительные значения Uв и W1 обмотки НН получены в пункте 4.

5.1.1. Расчет двухслойных цилиндрических обмоток из прямоугольного провода.

Простой цилиндрической называется обмотка, сечение витка которой состоит из сечений одного или нескольких параллельных проводов, а витки и все их параллельные провода расположены в один ряд без интервалов на цилиндрической поверхности в ее осевом направлении. Обмотки с одним-тремя слоями для силовых трансформаторов в большинстве случаев выполняются из прямоугольного провода.

Намотка провода может производиться плашмя или на ребро.

Число витков

Ориентировочный осевой размер витка

Где l₁- осевой размер обмотки НН

Ориентировочное сечение витка

Где - предварительное значение средней плотности тока.

Для полученных значений по сорнаменту обмоточного провода для трансформаторов [1, табл 5.2 или 5.3] подбираются подходящие провода.

Выбираем медный провод ПБ 5,6/15мм сечением 83,1 мм².

При этом необходимо соблюдать следующие правила:

1) число параллельных проводов не более 4-6 при намотке плашмя и не более 6-8 при намотке на ребро;

2) все провода имеют одинаковые размеры поперечного сечения;

3) радиальные размеры всех параллельных проводов витка равны между собой;

4) радиальные размеры проводов не выходят за предельные размеры, найденные по формулам и кривым рис 6.3 методического пособия по предельному q (для масляных трансформаторов в основном q=1200 Вт/м²);

5) при намотке на ребро отношение радиального размера провода к осевому его размеру не менее 1.3 и не более 3;

6) расчетная высота обмотки на 5-15 мм меньше l.

Подобранные размеры провода в мм записываются так:

Полное сечение витка из n_в1 параллельных проводов определяется по формуле

м²

Полученная плотность тока

Осевой размер витка определяется по рис 6.1 методического пособия

Осевой размер обмотки

Радиальный размер обмотки

Внутренний диаметр обмотки

Наружный диаметр обмотки

Двухслойная обмотка с каналом между слоями шириной не менее, чем указано в табл. П1.28, имеет четыре охлаждаемые поверхности:

 

Расчет обмоток ВН

Расчет обмоток ВН начинается с определения числа витков, необходимо для получения номинального напряжения, напряжений всех ответвлений. Число витков при номинальном напряжении определяется по формуле

Число витков на одной ступени регулирования напряжения при соединении обмотки ВН в звезду

Обычно ступени регулирования напряжения выполняются равными между собой, чем обуславливается также и равенство числа витков на ступенях.

Плотность тока в обмотке ВН предварительно

Ориентировочное сечение витка обмотки ВН

Для полученных значений по сорнаменту обмоточного провода для трансформаторов [1, табл 5.2 или 5.3] подбираются подходящие провода.

Общий суммарный радиальный размер проводов, необходимый

Допустимое значение b=22.7мм. Выбираем ПБУ

 

Полученная плотность тока

Определим количество слоев

Количество витков в слое

Рабочее напряжение двух слоев

4 слоя бумаги толщиной 0.12мм и 20 мм выступ изоляции с каждой стороны.

Радиальный размер обмотки без экрана

Внутренний диаметр обмотки

Наружный диаметр обмотки

Поверхность охлаждения определяется по формуле: