Силовой масляный трансформатор ТМН-8000/60 (стр. 2 из 6)
kв1 , kв2 и αв - коэффициенты, определяемые на основе анализа геометрических соотношений в изготавливаемых трансформаторах и могут быть приняты равными следующим значениям:
kв1=0,14, kв2=0,4, αв=0,0577 - коэффициенты, определяемые на основе анализа геометрических соотношений в изготавливаемых трансформаторах (для трансформаторов с обмотками из алюминиевого провода)
2.2. Предварительная ширина обмотки ВН
2.3. Приведенная ширина главного канала рассеяния (между обмотками ВН и НН)
bн_в=0,045 м - ширина между обмотками ВН и НН
2.4. Диаметр стержня магнитопровода
β=1,11 -коэффициент, связывающий радиальный размер и высоту трансформатора
Кзап.КР=0,885 -коэффициент заполнения площади круга стержня магнитопровода активной сталью;
Кос=0,95 -коэффициент осевого поля рассеяния
Вст=1,6 Тл - индукция в стержне
Принимаем стандартное значение Dст=0,360 м
2.5. Средний диаметр канала между обмотками
Кст_о=0,015 -коэффициент, учитывающий толщину бандажей, прессующих стержень магнитопровода
bо_н=0.018 м -изоляционное расстояние от стержня до обмотки НН
2.6. Межосевое расстояние между центрами разных фаз
bр=0,5·bн=0,5·0,063=0,0315 м -ширина регулировочной обмотки
bм_ф=0,04 м -межфазное расстояние
bв_р=0,045 м -ширина канала между ВН и РО
2.7. Высота обмотки
2.8. Высота окна магнитопровода
hЕК=0,03 м -высота емкостного кольца обмотки ВН совместно с прилегающим к обмотке каналом
hобм_в.я=0,08 м -изоляционный промежуток от обмотки до верхнего ярма магнитопровода
hобм_н.я=0,07 м -изоляционный промежуток от обмотки до нижнего ярма магнитопровода
hпрес=0,07 м -высота, необходимая для размещения устройств, прессующих обмотки
2.9. Масса электротехнической стали магнитопровода
γст=7,65·103 кг/м3 -плотность электротехнической стали
Кус.яр=1,02 м -коэффициент увеличения площади сечения ярма по сравнению с площадью сечения стержня
2.10. Удельные потери в стали магнитопровода
Кр=0,296, Квр=2,64 -коэффициенты, определенные для стали марки 3407 толщиной 0,3 мм для диапазона индукции в стали Вст=1,5...1,7 Тл
2.11. Активные потери холостого хода трансформатора (полные потери в стали магнитопровода)
Кув.р=1,4 -коэффициент, учитывающий увеличение активных потерь в стали в зависимости от конструкции и технологии изготовления магнитопровода
2.12. Удельная намагничивающая мощность стали
Кq=0,137, Кbq=5,06
2.13. Удельная намагничивающая мощность в стыках
Кстык=2620, Кв.стык=5
2.14. Реактивные потери холостого хода трансформатора (полная намагничивающая мощность)
Кув.Q=1,2 -коэффициент, учитывающий увеличение реактивных потерь в стали в зависимости от конструкции и технологии изготовления магнитопровода
nстык=8 -количество стыков в схеме шихтовки трехфазных трансформаторов плоской стержневой конструкции с косым стыком
2.15. Ток холостого хода трансформатора
2.16. Средняя плотность тока в обмотках
ρпр=3,65·10-8 Ом·м -удельное сопротивление провода при 75оС (для алюминия)
Кдоб=1,25 -коэффициент, учитывающий добавочные потери короткого замыкания, создаваемые магнитным полем рассеяния трансформатора
2.17. Масса обмоточного провода
γпр=2,7·103 кг/м3 -плотность обмоточного провода (для алюминия)
Крег=1,05 -коэффициент, учитывающий увеличение массы обмоточного провода за счет регулировочной обмотки (РО)
2.18 Экономически приведенная к стали масса активных материалов
Цпр=66 руб/кг - оптовая цена провода на 2000г. (Табл.2.3) [1]
Цст=21 руб/кг - цена стали на 2000г. (Табл.2.3) [1]
Киз=1,21 -коэффициент увеличения массы обмоточного провода за счет изоляции (для алюминия)
2.19 Удельная оптовая цена трансформатора
kc1=6,03, kc2=0,284
2.20 Цена трансформатора
2.21 Приведенные затраты
αтр=0,063 1/год -норма амортизационных отчислений от стоимости трансформатора
yэ=0,0183·103 руб/Вт·час - стоимость электроэнергии, рассчитанная для двухставочного тарифа при средней прoдолжительности максимальной нагрузки для понижающих трансформаторов 5300 час/год
Твкл=8600 час/год - продолжительность включения трансформатора
εн=0,15 - нормативный коэффициент эффективности дополнительных капиталовложений, 1/год, обратная величина которого называется нормативным сроком окупаемости, с помощью этого коэффициента осуществляется приведение размерностей капитальных затрат и эксплуатационных затрат.
3. Построение и расчет активного сечения стержня магнитопровода
Поперечное сечение стержня в стержневых магнитных системах имеет вид симметричной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность диаметром Dст. и схематично представлено на рисунке 3
Рис.3. Активное сечение стержня магнитопровода
Ступенчатое сечение стержня (и ярма) образуется сечениями пакетов пластин стандартного размера (стопой пластин одного размера).
Вк - ширина пакета [м]
tк - толщина пакета [м]
Расчет выполнен построением графическим методом части поперечного сечения стержня сердечника, с учетом наибольших и наименьших стандартных величин ширины пластин, минимальной толщины пакета не менее 6 мм, величины f = 27 мм, необходимой для размещения конструктивных элементов прессовки стержня магнитопровода, а так же с учетом одного охлаждающего канала шириной 6 мм. Данные сведены в таблицу 2.
3.1. Расчёт геометрического сечения стержня
Поперечное сечение стержня имеет вид симметричной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность диаметром Дст (рис.3).
Расчёт геометрического сечения стержня представлен в таблице 2.
Таблица 2
Расчёт геометрического сечения стержня
| Номер пакета | Ширина пакета ВК , м | Толщина пакета tК , м | Площадь пакета, м2 |
| 1 | 0,350 | 0,046 | 0,01886 |
| 2 | 0,325 | 0,040 | 0,0154 |
| 3 | 0,310 | 0,018 | 0,006624 |
| 4 | 0,295 | 0,015 | 0,00525 |
| 5 | 0,270 | 0,017 | 0,005525 |
| 6 | 0,250 | 0,008 | 0,00248 |
| 7 | 0,230 | 0,007 | 0,002065 |
| 8 | 0,195 | 0,010 | 0,0027 |
| 9 | 0,175 | 0,008 | 0,002 |
| 10 | 0,155 | 0,006 | 0,00138 |
| 11 | 0,135 | 0,008 | 0,00156 |
| Геометрическое сечение стержня Fcт .геом = 2∙Σ ВК∙tК = 0,146727 м2 | |||
3.2. Активное сечение стержня
где kзап = 0,96 – коэффициент заполнения пакета сталью.
Fст= kзап· Fст.геом=0,96·0,146727=0,141 м2
 |
3.3.Коэффициент заполнения площади круга
Кзап.КР ≥ 0,885 – сечение стержня спроектировано рационально.
4. Расчет напряжения одного витка, количества витков, напряжений и токов на всех ответвлениях обмотки РО
4.1 Предварительное значение напряжения одного витка
Вст=1,6 Тл - предварительное значение индукции в стержне
4.2 Количество витков в обмотке НН
