Проект трехфазного масляного двухобмоточного трансформатора (стр. 3 из 5)

Где

= bm^.К_р /Н_о, d – диаметр проводника;

_д1 = 14 ^. 5^. 0,95 / 73,27 = 0,26

К_{д вн} =1 + 0,044 ^. 0,26^2. 5,6^{4 .} 3² = 2,74

4.1.5 Длинна отводов для схемы соединения «звезда» ВН и НН имеют одинаковую длину, см,

l_отв.ВН = l_отв.НН = 7,5Н_о = 7,5 ^. 73,27 = 549,5 см

4.1.6 Масса отводов НН,кг,

М_отв.НН =

_м ^. П_в.НН ^.l_отв.НН ^. 10^-8,

Где

- плотность металла отводов,

_м = 8900 кг/м³

М_отв.НН = 8900 ^. 226,92 ^. 549,5 ^. 10^-8 = 11,09 кг

4.1.7 Потери в проводах НН, Вт,

Р_отв.НН = 2,4

^. М_отв.НН = 2,4 ^. 2,8^{2 .} 11,09 =208,67 Вт

4.1.8 Масса отводов ВН, кг

М_отв.ВН =

_м^. П_в.ВН ^.l_отв.ВН^. 10^-8 = 8900^. 235,2 ^. 11,09 ^. 10^-8 = 0,23 кг

4.1.9 Потери в отводах ВН, Вт,

Р_отв.ВН =2,4

_вн^2. М_отв.ВН = 2,4 ^. 2,8^{2 .} 0,23 = 4,3 Вт

4.1.10 Потери в стенках бака и других элементах конструкции, Вт

Р

= 10 ^.К

^.S,

Где К

- принимаем К

= 0,015

S – полная мощность трансформатора, кВА,

Р

= 10 ^. 0,015 ^. 750 = 112,5 Вт.

4.1.11 Полные потери короткого замыкания, Вт,

Р_к = К_дНН ^. Р_осн.НН + К_дВН^. Р_осн.ВН + Р_отв.ВН + Р_отв.НН + Р

=

= 1,001 ^. 4654,14 + 1996, ^. 2,74 + 208,67 + 4,3 +112,5 10453,98 Вт

или 1098 ^. 100% / 600 = 174,2%

4.2 Расчет напряжения короткого замыкания

Рис.5 Поле рассеяния двух концентрических обмоток: 1- обмотка ВН; 2- обмотка НН; 3- ярмо; 4- стержень; 5- поток рассеяния.

4.2.1 Расчет активной составляющей, %,

U_а = Р_к / (10S) =10453,98 / 10 ^. 750 =1,39%

4.2.2 Расчет реактивной составляющей, %,

U_р = 7,92 ^.f^.S^{| .}

а_р ^. К_р ^. К_q^. 10^-3 / U ,

Где

= Д₁₂ / Н_о

Д₁₂ = Д^//₁ + а₁₂ = 35,9 + 0,9 = 36,8 см

= 3,14 ^. 36,15 / 73,27 = 1,55

а_р – ширина приведенного канала расстояния, см,

а_р = 0,9 +

= 11,65 см

К_q– коэффициент учета неравномерного распределения витков по высоте К_q = 1,

К_р – коэффициент, учитывающий отклонения реального поля рассеяния от идеального параллельного,

К_р

1-

= (а₁₂ + а₁ + а₂) / Н_о = = 0,14

К_р = 1- 0,14 = 0,86

U_р =

= 16,13%

4.2.3 Напряжение короткого замыкания, %,

Рис.6 Продольное и поперечное поля в концентрических обмотках: 1и 2- обмотки внутренняя и наружна

U_к =

= = 16,13% Или = 358,5 В

4.3 Расчет механических сил в обмотках

4.3.1 Установившейся ток короткого замыкания, А,

I_к.у. = I_ном.ВН ^. 100 / U_к =

= 895,8 А

4.3.2 Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания,А,

i_к.max = 1,44 ^.K_max^.I_кy,

где K_max– коэффициент учитывающий периодическую составляющую тока КЗ.

K_max = 1 + e ^-

U_a ^{\ U}_p = 1+ e -

= 0,27

I_к.max = 1,41 ^. 0,27 ^. 895,8 = 341 А

4.3.3 Радиальная сила, Н,

F_p = 0,628(i_к.max^.

_BH)^{2 .} К_р ^. 10^-6 = 0,628(341 ^. 178)^2. 1,55 ^. 0,86 ^. 10^-6 =

= 3168,45 Н.

4.3.4 Полная осевая сила, Н,

F_ос.д = (F_р ^. а_р) / 2Н_о =

= 251,89 Н.

Рис.6 Осевые силы: а- определение h_х; приближенное определение l_а.р.:

1- обмотка НН; 2- обмотка ВН; 3- стержень; 4- прессующее кольцо; 5- ярмовая балка; 6- стенка бака.

Согласно рис. вторая составляющая осевой силы, равна = 0, т.к. регулировочные витки располагаются по высоте всего наружного слоя.

4.4 Расчет обмоток на магнитную прочность

Рис.6 К определению механических напряжений.

4.4.1 Напряжение на сжатие в проводе обмотке НН, МПа,

_сж.р= F_р / 2 _НН^. П_в.НН = = 0,24 МПа

или

_сж.р.д= = 0,008%

4.4.2 Напряжение сжатия на прокладках обмотки НН, МПа

_сж.= F_ос.д / (n_пНН^.a₁^. b_пНН),

где n_п – число прокладок по окружности обмотки;

a₁ – радиальный размер обмотки, мм;

b_п – ширина прокладки, мм

_сж = = 1.48 МПа

или

_сж.д = = 7,4% допустимого.

4.5 Расчет температуры нагрева обмоток при коротком замыкании

4.5.1 Температура обмотки через t_к = 4сек. Возникновения короткого замыкания, ^оС,

V_к.а = (670t_к / (12,5 ^. (U_к/ I_ВН)² – t_к)) + V_н,

Где t_к – наибольшая продолжительность короткого замыкания,

V_н – начальная температура обмотки, V_н = 90^оС.

V_к.а =

+ 90 = 96,5⁰С,

Что ниже допустимой температуры для медных обмоток

V_к.а

250⁰С, табл.8.1(1).

4.5.2 Время достижения температуры 250⁰С, с,

t_{к 250} = 2,5 (U_к /

_ВН)² = 82,96 с.

5. Расчет магнитной системы

5.1 Определение размеров и массы магнитопровода

Выбираем трехфазную конструкцию магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми на среднем. Прессовку стержня осуществляем расклиниванием с обмоткой, ярма – ярмовыми балками без бандажей.