151715 (621894), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

По таблице нормальных пределов применения типов обмоток по току обмотки, номинальному напряжению, мощности трансформатора и сечения витка выбираем тип обмотки ВН [2]: цилиндрическая многослойная из круглого провода.

Выберем конструкцию обмотки низшего напряжения.

Средняя плотность тока также равна

Ориентировочное сечение витка равно:

(2.2)

По таблице нормальных пределов применения типов обмоток по току обмотки, номинальному напряжению, мощности трансформатора и сечения витка выбираем тип обмотки НН [2]: цилиндрическая одно- и двухслойная из прямоугольного провода.

2.5 Выбор конструкции и размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток

Минимально допустимые изоляционные расстояния в главной изоляции обмоток обычно выбираются применительно к определенным конструкциям изоляции, для которых они проверены опытным путем. При этом предполагается, что хранение изоляционных материалов, заготовка, сушка и пропитка маслом изоляционных деталей выполняются в строгом соответствии с установленным технологическим процессом.

Согласно мощности, класса напряжения и конструктивных особенностей заданного трансформатора по ГОСТ 1516.1 – 76 и ГОСТ 2069.0 075 выбираем конструкции и размеры основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток:

Для обмотки низшего напряжения имеем:

- расстояние от обмотки НН до ярма:

= 15,мм

- толщина перегородки между стержнем и обмоткой НН:

- картон 2 0,5,мм

- расстояние между стержнем и обмоткой НН:

= 4, мм

Для обмотки высшего напряжения имеем:

- расстояние от обмотки ВН до ярма:

= 30, мм

- расстояние между обмотками НН и ВН:

= 9, мм

- толщина перегородки между обмотками НН и ВН:

= 3 мм

- выступ цилиндра:

= 15, мм

- расстояние между обмотками ВН соседних фаз:

= 10, мм

Достаточной междукатушечной изоляцией является масляные каналы высотой, принятой для охлаждающих каналов.

2.6 Определение диаметра стержня, высоты обмотки и активного сечения стержня

Для трансформатора стержневого типа со стержнями, имеющими сечение в форме ступенчатой фигуры, вписанной в окружность, основным размером является диаметр этой окружности. Этот диаметр согласно [1] определяется по формуле:

(2.3)

где – мощность на один стержень, ВА;

- ширина приведенного канала рассеяния, мм;

- коэффициент соотношения основных размеров обмоток;

- коэффициент Роговского (коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному) выбирается из справочного материала, согласно ;

- частота питающего напряжения, согласно задания = 50, Гц;

- максимальная индукция в стержне, Тл;

- коэффициент заполнения сталью окружности;

- реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %.

Мощность на один стержень определяется числом стержней несущих основные обмотки трансформатора:

(2.4)

где - мощность трансформатора, кВ·А;

- число стержней.

Коэффициент - отношение длины окружности канала между обмотками - к высоте обмоток - выбираем из справочного материала. Приближенно можно приравнять к средней длине витка двух обмоток . Величина определяет соотношение между диаметром и высотой обмотки. Для данного типа трансформатора предварительно примем =1,2

Ширина приведенного канала рассеяния трансформатора

при определении диаметра стержня еще не известна. - размер канала между обмотками ВН и НН определяется как изоляционный промежуток по испытательному напряжению обмоток ВН. Размер

предварительно определяют согласно по формуле:

(2.5)

где - коэффициент канала рассеяния, который для обмоток из алюминиевых проводов из справочного материала [2] примем:

0,81,

тогда

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %, определяется по формуле:

(2.6)

где напряжение короткого замыкания , %, определяется из задания = 6,5%.

Активная составляющая напряжения короткого замыкания , %, для трансформаторов большой мощности (выше 10 МВ·А) пренебрежительно мала. Но с уменьшением мощности увеличивается и для данных расчетов равно:

(2.7)

где - потери короткого замыкания, Вт;

- полная мощность трансформатора, кВ·А.

Индукция в стержне из рулонной электротехнической стали принимается, на данном этапе расчета = 1,55, Тл [2].

Коэффициент заполнения сталью - относительно активного сечения стержня к площади круга с диаметром, равным диаметру стержня на данной ступени расчета неизвестен, но предварительно его можно согласно [2] принять .

Подставим полученные значения в формулу диаметра стержня и получим:

Полученный диаметр округляем до ближайшего значения по нормализованной шкале [4]: .

Высоту обмотки трансформатора определяют согласно [4] по формуле:

(2.8)

где - средний диаметр между обмотками может быть приближенно определен так:

(2.9)

где = 1,4 – 1,45 для алюминиевых обмоток согласно [4].

Тогда высота обмотки будет равна:

Примем = 0,46 м.

Активное сечение стержня определяется по формуле:

(2.10)

где - сечение ступенчатой фигуры стержня согласно:

= 112,3,см²;

- коэффициент заполнения стержня согласно:

= 0,96.

Тогда активное сечение стержня будет равно:

2. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ОБМОТОК И ИХ РАСЧЕТ

3.1 Выбор типа обмоток высшего и низшего напряжений

Учитывая проведенные расчеты и исходные данные трансформатора, выбираем тип обмотки:

НН – цилиндрическая одно- и двухслойная из прямоугольного провода марки АПБ с толщиной изоляции на две стороны с учетом допусков 0,5 мм;

ВН – цилиндрическая многослойная из круглого провода марки АПБ с толщиной изоляции на две стороны 0,4 мм [4].

3.2 Расчет обмоток низшего напряжения

Обмотка низшего напряжения располагается у большинства трансформаторов между стержнем и обмоткой высшего напряжения, то есть первой от стержня, поэтому расчет обмоток начинают именно с нее. При расчете обмоток [1] сначала определяют число витков, приходящихся на одну фазу обмотки НН трансформатора по формуле:

(3.1)

где - ЭДС, возникающая в одном витке, В;

- напряжение обмотки НН, В.

Электродвижущую силу одного витка получают из следующего соотношения:

(3.2)

где - индукция в стержне, Тл;

- активное сечение стержня, м².

Тогда число витков обмотки НН равно:

Рассчитанное значение округляем до ближайшего целого – 108.

Уточняем значение ЭДС одного витка:

(3.3)

Тогда действительная индукция в стержне будет равна:

(3.4)

Определим площадь сечения провода обмотки НН:

По сортаменту провода [1] выбираем провод АПБ-20,84 мм² со сторонами 2 и 10,6 мм, толщиной изоляции 0,5 мм на две стороны.

Получаем размеры провода 2,5 и 11,1 мм. Намотку будем вести в один провод

Полное сечение витка определяем как:

(3.5)

где - площадь сечения одного провода, мм²,

- число параллельных проводов обмотки.

Действительная плотность тока равна:

(3.6)

Проверим провод по плотности теплового потока на охлаждающей поверхности. В масляных трансформаторах с естественной циркуляцией масла он не должен превышать 1200 … 1400 Вт/м².

(3.7)

где 1,72 – коэффициент для алюминиевого провода,

=0,8 (для цилиндрических катушек).

Число слоев обмотки выбирается обычно равным двум. Для трансформаторов мощностью на один стержень до 6 – 10 кВ·А обмотка может быть намотана в один слой и в редких случаях для более мощных трансформаторов – в три слоя [2].

Число витков в одном слое обмотки (для двухслойной обмотки):

(3.8)

Осевой размер (высота) витка определяется:

(3.9)

Осевой размер обмотки, см:

(3.10)

Радиальный размер двухслойной обмотки определяется по формуле:

(3.11)

Радиальный размер канала при U≤1 выбирается по условиям изоляции не менее 0,4 см.

Внутренний диаметр обмотки:

(3.12)

Наружный диаметр обмотки:

(3.13)

Средний диаметр обмотки равен:

(3.14)

Для расчета активной массы обмотки используем формулу:

(3.15)

где - число активных стержней трансформатора;

- средний диаметр обмотки, см;

- число витков обмотки;

- площадь сечения витка, мм².

Подставив значение плотности материала обмоток (для алюминия = 2700 кг/м³), получим следующую формулу:

(3.16)

Масса изоляции провода составляет порядка 1,5% от массы провода, т.е. 0,45 кг.

3.3 Расчет обмоток высшего напряжения

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

(3.17)

Число витков на одной ступени регулирования напряжения при соединении обмотки ВН в «звезду» равно:

(3.18)

где - напряжение на одной ступени регулирования обмотки, В;

- напряжение одного витка обмотки, В.

Обычно ступени регулирования напряжения делаются равными между собой и, в соответствие с ГОСТом при мощностях дл 250 МВ·А, делаются ответвления +5%; +2,5%; 0%; -2,5%; -5%.

Для четырех ступеней регулирования имеем:

Напряжение, В Число витков на ответвлениях

Характеристики

Список файлов курсовой работы