126106 (Трансформатор силовий трифазний потужністю 740 кВА), страница 5

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

= +( - ∙10^-3)=0,31 м

б) зовнішній діаметр циліндра

+2∙ ∙10^-3=0,318 м.

в) довжина циліндра

= + ∙10^-3=0,489 м.

Товщина рейок згідно табл. 9.2а [1] залежно від довжини вертикального каналу (осьового розміру обмотки = м.)

г) товщина рейок між обмоткою НН і циліндром прийнята в п.3.3.1.23 і дорівнює = = м.

Тоді товщина рейок між циліндром і обмоткою ВН і визначається:

= - ∙10^-3- =0,01delt_реек_2 м

Щільність теплового потоку на поверхні обмотки ВН по (7.19)

107∙ ∙10⁶∙ ∙ ∙1,05∙10¹⁰/(0,8∙ (( + )∙ 0,001))=792 Вт/м²,

де w_к – максимальне число витків в котушці;

- коефіцієнт додаткових втрат, приймаємо 1,05;

=0,8 - коефіцієнт закриття поверхні.

Допустиме значення 1200 Вт/м².

Маса металу обмотки ВН

=28∙10³∙3∙ ∙ ∙

∙ ∙ ∙10^-6=213,1 кг

Маса обмотки

=1,02• =217,36 кг.

3.4 Визначення параметрів короткого замикання

Визначення втрат короткого замикання

Основні втрати визначаються:

а) у обмотці НН

2,4∙10-12∙( ∙10⁶)²= 4061P_осн_1 Вт;

б) у обмотці ВН

2,4∙10-12∙( ∙10⁶)²= 4758P_осн_2 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

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=38 ;

б) коефіцієнт

=Error: Reference source not found∙10^-3∙ ∙0,95/ =0,579 .

в) число провідників обмотки в напрямі перпендикулярному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння

=Error: Reference source not found∙w_кат_14= ;

г) коефіцієнт додаткових втрат для мідного прямокутного

1+0,095∙108∙2∙

∙(Error: Reference source not found∙10^-3)⁴∙ ²=1,032 .

Додаткові втрати в обмотці ВН визначаються аналогічно

а) число провідників обмотки в напрямі, паралельному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння =32 ,

б) коефіцієнт

= ∙10^-3∙ ∙0,95/ =0,726 .

в) число провідників обмотки в напрямі перпендикулярному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння ∙ 10,5= ,

г) коефіцієнт додаткових втрат для мідного прямокутного

=1+0,095∙10⁸∙ ²∙( ∙10^-3)⁴∙ ²=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 =7,5 при з'єднанні обмотки в зірку; =14 при з'єднанні обмотки в трикутник.Приймаємо для обмотки НН (з'єднання “зірка”)

Тоді

∙=3,518 м

де = м – осьовий розмір обмотки НН;

б) маса відведень НН

∙ ∙10^-6•8900=9,2 кг .

в) втрати у відведеннях НН

2,4∙10^-12∙( ∙10⁶)²∙ =294P_отв_1 Вт;

г) довжина відведень для обмотки ВН (для з'єднання в зірку)

= ∙ =3,5 м

де = м – осьовий розмір обмотки ВН;

д) маса відведень ВН

= ∙ ∙ ∙10^-6 8900= 0,7G_отв_2 кг

е) втрати у відведеннях ВН

2,4∙10^-12∙( ∙10⁶)²∙G_отв_2=16P_отв_2 Вт;

Втрати в стінках бака і інших елементах конструкції до з'ясування розмірів бака визначаються приблизно по (7.25)

Коефіцієнт визначається по табл. 7.1 [1]для потужності =Error: Reference source not found кВА

тоді втрати

10∙ ∙Error: Reference source not found=125,8P_б Вт.

Повні втрати короткого замикання

P_осн_1∙ +P_осн_2∙ +P_отв_1+P_отв_2+P_б=9437 Вт.

Для номінальної напруги обмотки ВН

= -0,05∙P_осн_2∙ =9196P_к_расч Вт.

Відхилення розрахункового значення втрат короткого замикання від заданого (гарантійного) не повинне перевищувати 5% згідно стор. 304 [1],

або від заданих

=(P_к_расч-P_к)∙100/P_к=3,3 %.

Активна складова напруги короткого замикання (7.28) [1]

=P_к_расч/(10∙Error: Reference source not found)=1,24 %.

Реактивна складова напруги короткого замикання визначається по 7.32 [1]:

а) середній діаметр каналу між обмотками

( + )/2=0,322 м;

б) уточнюємо коефіцієнт

3,14∙ / =2,16 ;

в) ширина приведеного каналу розсіяння для трансформатора з урахуванням нерівності радіальних розмірів обмоток НН і ВН (стр.323 [1])

=( ∙ ∙10³+ ∙ ∙10³/3+

+ ∙ ∙10³/3)/ =0,0393a_р м

г) коефіцієнт, що враховує відхилення реального поля розсіяння від ідеального паралельного поля

( ∙10^-3+ + ∙10^-3)/(3,14∙ )=0,0535 ,

1- (1-2,73-1/ )=0,9465,

д) коефіцієнт , що враховує нерівномірний розподіл витків обмотки по висоті із-за відключення регулювальних котушок, визначається згідно (7.35)[1]. Попередньо визначаємо: згідно рис. А.14

=(( + )∙ /2+ )∙10^-3=0,043 м

= / =0,092 .

Потім

=1+ ∙ ²/(3∙a_р∙)=1,04 ,

=3 – число фаз.

=7,9∙ ∙ ∙ ∙a_р∙∙

∙ ∙0,1/ ²=5,51 %.

Напруга короткого замикання

( ²+ ²)^1/2=5,65 %.

Відхилення розрахункового значення напруги короткого замикання від заданого (гарантійного) не повинне перевищувати 5% згідно стр.304 [1]:

=( -U_к)∙100/U_к= 1 %.

У тих випадках, коли набутого значення відхиляється більш ніж на 5 % заданого (гарантійного), його зміна в потрібному напрямі може бути досягнута за рахунок зміни реактивної складової . Невеликі зміни можуть бути одержані шляхом збільшення або зменшення осьового розміру обмотки при відповідному зменшенні або збільшенні радіальних розмірів обмоток і . Різкіша зміна досягається зміною напруги одного витка за рахунок збільшення або зменшення діаметру стрижня магнітної системи або індукції, в ньому. Змінювати в цих цілях ізоляційна відстань 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 =U_вн В

100∙ /( ∙(1+100∙Error: Reference source not found/( ∙ ∙∙10³)))=

=1230 А,

Миттєве максимальне значення струму короткого замикання визначається:

=1+2,73^{-3,14• /} =1,492

= ∙1,42∙ =2606 А.

Радіальна сила по 7.43 [1]

=0,628∙( ∙ )²∙ ∙∙10^-6=713206F_р Н.

Середнє що розтягує обмотки ВН по (7.48) і (7.49) [1]

F_р/(2∙3,14∙ ∙ ∙ )= 17сигма_р Мпа

Дія радіальної сили звичайно не приводить до руйнування обмотки ВН. Звичайно для мідного допускається середнє значення 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 =25 МПа.

Середнє стискаюче в обмотки НН по (7.48) і (7.49) [1]

F_р/(2∙3,14∙Error: Reference source not found∙ )=20сигма_сжрМпа,

Стійкість внутрішньої обмотки при дії радіальних сил залежить від багатьох , в учбових розрахунках вона може бути приблизно оцінена по значенню . 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

F_р∙a_р/(2∙ )=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

=(( + )∙ + )∙10^-3=0,075 м.

Осьова сила, викликана іншим поперечним полем (7.47) [1]

=F_р∙ /(0,25∙∙4)=56514 Н

де - відстань від поверхні стрижня трансформатора до стінки бака, попередньо складає 0,25 м;

=4, для даної конструкції обмотки згідно рис. 7.11,в [1], А.15.

Максимальні стискаючісили в обмотках, рис. А.15

= + =86396 Н

= - =26632 Н

найбільша сила спостерігається у середині висоти обмотки НН

(обмотка 1)де Н.

Н на міжвиткових прокладках обмотки НН.

Приймаємо: число прокладок по колу обмотки НН рівним числу рейок ( =Error: Reference source not found, п.3.1.7) з технологічних причин (див. стор. 224 [1], рис.5.10)

ширину прокладок стор. 341 [1].

Тоді

= ∙10^-6/( ∙ ∙ )=19,6Сигма_сж МПа.

Допустиме значення =18-20 МПа для трансформаторів потужністю до 6300 кВА.

Температура обмотки через після виникнення короткого замикання