Проектирование силового трехфазного трансформатора (стр. 5 из 7)

l_отв2 = 7,5·l₂ = 7,5 1,41 = 10,58 м

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

G_отв2 = l_отв2·П_отв2·g = 10,58·65,6·10^-6·2700 = 1,87 кг

Потери в отводах ВН:

(при k = 12,75)

Р_отв.2= k J ₂²·G_отв2 = 12,75·10^-12·1,58²·10¹²·1,87 =59,5 Вт

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

Р_б = 10kS = 10·0,04·6300 = 2520 Вт

k = 0,04

6.5. Полные потери короткого замыкания:

Р_к = Р_осн1·k_д1 + ΣР_осн2·k_д2 + Р_отв1 + Р_отв2 + Р_б;

Р_к = 15908·1,128 + 16567·1,11 + 2769·1,11 + 4790·1,13 + 1187·1,07+

+ 322+59,5 + 2520 = 48991 Вт,

или

% заданного значения

6.6. Напряжение короткого замыкания рассчитывается согласно параграфу 7.2:

Активная составляющая:

u_а =

= = 0,78 %

Реактивная составляющая:

где: f = 50 Гц, S´= 2100 кВА,

;

м

,

%

Напряжение короткого замыкания:

u_к =

%

или

% заданного значения

6.7. Установившийся ток короткого замыкания на обмотке ВН:

S_k = 2500·10³

6.8. Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания:

i_к.max = 1,41k_max ·I_к.у.;

при U_р/U_a = 7,13/0,74 = 9,64 по таблице 7-3 к_max·

= 2,43

i_к.max = 2,43·1280 = 3110 А

6.9. Радиальная сила:

F_p = 0,628·(i_к.max ·w)²·b·k_p·10^-6 = 0,628·(3110·694)²·1,14·0,96· 10^-6 =

=3202000 Н

6.10. Среднее сжимающее напряжение в проводах обмотки НН:

МПа

6.11. Среднее растягивающее напряжение в проводах обмотки ВН:

МПа

6.12. Осевые силы:

Н

;

l_х = 246 мм

m = 4

После установления размеров бака l” = 260 мм

мм

Н

6.13. Максимальные сжимающие силы в обмотках

F_сж1 = F_ос^´ + F_ос^´´ = 78900+789000 = 867900 Н

F_сж2 = F_ос^´´ - F_ос^´ = 789000 - 78900= 710100 Н

Наибольшая сжимающая сила наблюдается в середине высоты обмотки НН, где F_сж1 = 867900 Н

6.14. Напряжение сжатия на междувитковых прокладках

;

n = 24 – число прокладок по окружности обмотки;

а = 48,8·10^-3м – радиальный размер обмотки НН;

b = 40·10^-3м – ширина прокладки.

Мпа,

что ниже допустимого значения 20 МПа

6.15. Температура обмотки через t_к = 4 сек. после возникновения короткого замыкания по (7-54^’):

°С

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

Время достижения температуры 200 °С для обмоток

c.

7. 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 3405, толщиной 0,35 мм по рис 4.

Способ прессовки стержней – бандажами из стеклоленты ярма прессуются балками, стянутыми стальными бандажами. Обмотки прессуются прессующими кольцами.

Сечение стержня с 9-ю ступенями без прессующей пластины, размеры пакетов по таблице 8-4. Сечение ярма повторяет сечение стержня, три последних пакета ярма объединены в один с шириной пластины 195 мм и толщиной 25 мм; в ярме 7 ступеней. В стержне и ярме 1 продольный канал шириной 3 мм

7.1. Размеры пакетов в одной половине сечения стержня при 9 ступенях:

Номер пакета	Ширина пакета, мм	Толщина пакета, мм
1	350	42
2	325	35
3	295	26
4	270	16
5	250	10
6	230	9
7	195	13
8	155	9
9	135	7

7.2. По табл. 8-7:

Полное сечение стержня: П_ф.с = 929,2 см²;

Активное сечение: П_с = k_з·П_ф.с = 0,96·929,2 = 892 см²

7.3. Размеры пакетов ярма:

Номер пакета	Ширина пакета, мм	Толщина пакета, мм
1	350	42
2	325	35
3	295	26
4	270	16
5	250	10
6	230	9
7	195	29

7.4. Полное сечение ярма по таблице (8-7): П_ф.я = 948,8 см²;

Активное сечение ярма: П_я = k_з·П_ф.я= 0,96·948,8 = 911 см²

7.5. Ширина ярма:

мм

7.6. Длина стержня при наличии нажимного кольца

l_с = [l+(l₀^´+ l₀^´´)]·10^-3= [1420+75+120]·10^-3 = 1,615 ≈ 1,62 м

7.7. Расстояние между осями соседних стержней:

С = D₂^´´ + a₂₂ = 0,6795 + 0,03 = 0,7095 м

7.8. Объём стали угла магнитной системы по таблице 8-7;

V_у= 27944 см³ – объём угла магнитной системы

7.9. Масса стали угла магнитной системы

кг, где

= 7650 кг/м³ – плотность холоднокатаной стали.

7.10. Масса стали стержней в пределах окна магнитной системы:

G_с^´ = с·П_с·l_c·

= 3·892·10^-4·1,615·7650 = 3306 кг

7.11. Масса стали в местах стыка пакетов стержней ярма:

G_с^´´= с·(П_с·а_1я·g_ст·10^-3 – G_у) = 3 (892·10^-4·350·7650·10^-3 – 205,2) = 101 кг

7.12. Масса стали стержней:

G_с = G_с^´ + G_с^´´= 3306 + 101 = 3407 кг;

7.13. Масса стали в ярмах:

G_я^´ = 2·(с - 1) ·С·П_с·g_ст=2· (3 - 1) ·0,7095·911·10^-4·7650 = 1978 кг;

G_я^´´ = 2·G_у=2·205,2 = 410,4 кг;

G_я=G_я^´ + G_я^´´ = 1978 + 410,4 = 2388,4 кг

7.14. Общая масса стали:

G_ст = G_я + G_с= 3407 + 2388,4 = 5795 кг

8. Расчёт потерь холостого хода.

Расчёт потерь холостого хода производим по параграфу 8.2

8.1. Индукция в стержне:

В_с =

= =1,47 Тл

8.2. Индукция в ярме:

В_я =

= =1,44 Тл

8.3. Индукция на косом стыке

В_кос. =

= = 1,04 Тл

Площади немагнитных зазоров на прямом стыке на среднем стержне равны соответственно активным сечениям стержня и ярма

Площадь зазора на косом стыке на крайних стержнях

П_кос =

м²

8.4. Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков по таблице (8-10):

При В_с = 1,47 Тл, р_с = 0,93 Вт/кг; р_зс = 814 Вт/м²

При В_я = 1,44 Тл, р_я = 0,869 Вт/кг; р_зя = 778 Вт/м²

При В_кос. = 1,04 Тл, р_кос = 387 Вт/ м²

Потери хх:

,

где: k_пр = 1,05, k_пп = 1,03, k_тп = 1,05, k_пя = 1,