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 ku.p=1,06;
По таблице П.1.9 определяем kо.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 βJ 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 Са.ч. от β
|
Из графика видно, что минимальное значение Са.ч = 1942,1 при β = 1,2
С учетом заданных критериев выбираем значение β = 1,2, соответствующее ему значение d=0,22 м
Принимаем Pxx=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 nв1 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: