Проектирование масляного трансформатора типа ТМН 250035 (стр. 4 из 6)

K_p=0.95

Обмотка ВН (по 7-15):

Основные потери в отводах рассчитываются следующим образом:

Для схемы соединения звезда отводы ВН и НН имеют одинаковую длину.

Длина отводов определяется приближённо по (7-21) :

l_отв = 7.5´l = 7.5´98 = 735 см

Масса отводов НН: (при плотности меди отводов g = 2700 кг/м³)

G_отв.1 = l_отв.´П₁´g´10^-8 = 735´124,8´10^-8´2700 = 2,47 кг

Потери в отводах НН по (7-24):

(при k = 12.75)

Р_отв.1 = k´Δ₁²´G_отв.1 = 12.75´1,83²´2,47 = 105,46 Вт

Масса отводов ВН: (при плотности меди отводов g = 2700 кг/м³)

G_отв.2 = l_отв.´П₂´g = 735´21,9´10^-8´2700 = 0,435 кг

Потери в отводах ВН:

(при k = 12.75)

Р_отв.2 = k´ Δ ₂²´G_отв.2 = 12.75´1,89²´0, 435 = 19.8 Вт

Потери в стенках бака и других элементах конструкции до выяснения размеров бака определяем приближённо, по (7-25) и таблице (7-1):

Р_б = 10kS = 10´0,031´2500 = 775 Вт

к=0.031

Полные потери короткого замыкания:

Р_к = Р_осн.1´k_д1 + Р_осн.2´k_д2 + Р_отв.1 + Р_отв.2 + Р_б =

=7963´1.03+14119´1.02+105.46+19.8+775 = 23504Вт

%

Напряжение короткого замыкания рассчитывается согласно параграфу 7.2 :

Активная составляющая:

u_а =

= = 0.91 %

Реактивная составляющая:

где: f = 50 Гц, S`= 833.3 кВА,

см

%

Напряжение короткого замыкания:

u_к =

%

или 6,6´100/6,5 = 101 % заданного значения.

Установившийся ток короткого замыкания на обмотке ВН :

А

S_k = 2500´10³

Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания:

i_к.max = 1,41k_max ´I_к.у. = 2.33´614.9 = 1432.7 А

1.41k_max= 2.33 по таблице 7.3 стр 330.

Радиальная сила :

F_p = 0.628 ´ (i_к.max´w)²´b´k_p´ 10^-6 = 0.628´(1432.7´1039)²´1.31´0.96´´10^-6 =1750023 Н

Среднее сжимающее напряжение в проводах обмотки НН:

Па (82% допустимого σ_рд=15Мпа)

Среднее растягивающее напряжение в проводах обмотки ВН:

Осевые силы:

H

где

% (по таблице 7-4)

a₀ = a₁₂ + a₁ + a₂ = 0.03 + 0.0405 + 0.0495 = 0.12

k=k₀₁×Δ₀₁=0.189+1.53=0.29

Наибольшая осевая сила в середине обмотки НН

МПа

Температура обмотки через t_к = 5 сек. после возникновения короткого замыкания по (7,54^’) :

° С

По таблице (7-5) допустимая температура 200 °С

8. Расчёт магнитной системы трансформатора

Определение размеров магнитной системы и массы стали по параграфу 8-1.

Принята конструкция трёхфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки Э330А,0,35 мм по рис 4.

Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по таблице (8-1б) для стержня диаметром 28 см без прессующих пластин. Число ступеней в сечении стержня 8, в сечении ярма 6.

Размеры пакетов в одной половине сечения стержня при 8 ступенях

Номер пакета	Ширина пакета, см	Толщина пакета, см	Площадь сечения, см2
1	27.0	3.7	99.9
2	25.0	2.6	65.0
3	23.0	1.7	39.1
4	21.5	0.9	19.35
5	19.5	1.1	21.45
6	17.5	0.9	15.75
7	13.5	1.3	17.55
8	10.5	0.7	7.35

Полное сечение стержня по пакетам: П_ф.с = 570.9 см²;

Активное сечение: П_с = k_з´П_ф.с = 0.97´570.9 = 553.3 см²

Размеры пакетов ярма по таблице (8-1б):

Номер пакета	Ширина пакета, см	Толщина пакета, см	Площадь сечения, см2
1	27.0	3.7	99.9
2	25.0	2.6	65.0
3	23.0	1.7	39.1
4	21.5	0.9	19.35
5	19.5	1.1	21.45
6	17.5	0.9	15.75

Полное сечение ярма по пакетам по таблице (8-2): П_ф.я = 591.1 см²;

Активное сечение ярма:

П_я = k_з´П_ф.я = 0,97´591.1 = 57.3 см²

Длина стержня по таблице (4-5):

l_с = l+2l₀₂=98+2´7.5 = 113 см

Расстояние между осями соседних стержней:

С = D₂`` + a₂₂ =54.4+3.0 = 58 см

Масса стали в ярмах магнитной системы рассчитываем по (8-11)–(8-13)-(8-15):

G_я = G_я` + G_я`` = 2П_я´2Cγ_ст+2G_y = 2´0,0573´2´7650´0,58+2´101,7 = 1220 кг

где с=3 – число активных стержней.

=7650 кг/м³ – плотность холоднокатанной стали.

Масса стали угла магнитной системы

кг

Масса стали в стержнях магнитной системы рассчитываем по (8-16)–(8-18):

G_с = G_с` + G_с`` = 1434 + 37,5 = 1471,5 кг

Где:

G_с` = с´l_с´П_с´g_ст´10^-6 = 3´113´553´7650´10^-6 = 1434 кг

G_с``= с´(П_с´а_1я´g_ст´10^-6– G_у) = 3 (553´27´7650´10^-6 – 101,7) = 37,5 кг

Общая масса стали:

G_ст = G_я + G_с = 1471,5 + 1220 = 2691 кг

9. Расчёт потерь холостого хода

Расчёт потерь холостого хода производим по параграфу 8.2

Индукция в стержне:

В_с =

= =1.584 Тл.

Индукция в ярме:

В_я =

=

=1.529 Тл

Индукция на косом стыке

В_кос. =

= = 1.12 Тл

Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков по таблице (8-4):

При В_с = 1.584 Тл, р_с = 1,252 Вт/кг; р_зс = 0.0964 Вт/см²

При В_я = 1.529 Тл, р_я = 1,137 Вт/кг; р_зя = 0.0879 Вт/см²

При В_кос. = 1.12 Тл, р_кос = 4,37 Вт/кг

Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне, с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев для определения потерь применим выражение (8-31):

k_п.р. = 1,05; k _п.з. = 1,02;_. k _п.я. = 1,00; k _п.п. = 1.03; k _п.ш. = 1.06

k _пу = 10,18

k _ф = 2(с-1)=4

Тогда потери холостого хода:

вт

что на

% выше заданного значения.

10. Расчёт тока холостого хода

Расчёт тока холостого хода производим по параграфу 8.3.

По таблице (8-11) находим удельные намагничивающие мощности: