Курсовая работа: Трансформатор силовий трифазний потужністю 740 кВА

Вибираємо індукцію в стрижні по табл. 2.4 [1], табл. 3 [2]

=1,62 Тл.

Вибираємо по табл. 2.5 [1], табл. 1 [2] у переризі стрижня число ступіней для потужності трансформатора =740 кВА без пресуючої пластини =8

коефіцієнт заповнення кола по табл. 2.5 [1], табл. 1 [2] =0,929

Ізоляція пластин – нагрівостійке ізоляційне покриття, згідно табл. 2.2 [1], табл. 4 [2] =0,97

Коефіцієнт заповнення сталлю

0,929∙0,97=0,901.

Орієнтований (приблизний) діаметр стрижня із табл. 2.5 [1], табл. 1 [2] =0,22 м. Ярмо багатоступінчасте, число ступенів в перерізі ярма менше числа ступенів в стрижні на один (=0,08-0,180 м); два (=0,190-0,390 м); три (=0,400-0,600 м) і далі на 4-5.

Приймаємо для =0,22 м, =6

коефіцієнт підсилення ярма, згідно табл. 8.7 [1] =1,15.

Індукція в ярмі

=1,62/1,15=1,41 Тл.

Число зазорів у магнітній системі на косому стику =4

на прямому =3

Індукція в зазорі на прямому стику =1,62 Тл,

на косому стику =1,15 Тл.

Питомі втрати сталі, згідно табл. 8.10 [1]:

а) у стрижні =1,62 Тл, =1,353 Вт/кг

б) у ярмі =1,41 Тл, =0,947 Вт/кг.

Питома потужність, що намагнічує, згідно табл. 8.17 [1]

а) у стрижні =1,62 Тл, =1,958 В∙А/м2;

б) у ярмі =1,41, =1,087 В∙А/м2;

г) на прямому стику =1,62 Тл, =25100 В∙А/м2;

в) на косому стику =1,15 Тл, =3250 В∙А/м2.

Коефіцієнт, що враховує відношення основних втрат в обмотках до втрат короткого замикання, згідно табл. 3.6 [1], =0,93

Постійні коефіцієнти для мідних обмоток:

а) відношення середнього діаметра витка двох обмоток до діаметра стрижня трансформатора, згідно табл. 3.4 [1]  =1,38

б) відношення подвоєного радіального розміру зовнішньої обмотки до діаметра стрижня трансформатора, згідно табл. 3.5 [1] =0,26

Коефіцієнт приведення ідеального поля розсіювання до реального поля (коефіцієнт Роговського), згідно стор. 162 [1] =0,95.

Діапазон зміни  - от 1,2 до 3,6. Коэфіцієнт  - це відношення середньої довжини окружності каналу між обмотками  к висоті обмотки  (рис 3.5 ),

.

Меншим значенням  відповідають трансформатори відносно вузькі і високі, великим – широкі і низькі. Це  показано на рис. А.7, на якому представлені два трансформатори однакової потужності, одного класу напруги, при однакових значеннях магнітної індукції в стрижні  і однаковому коефіцієнті заповнення сталлю стрижня, з однаковими параметрами короткого замикання ( і ) для значень =3,5 і =1,4.

Різним значенням  відповідають і різні співвідношення між масами активних матеріалів — стали магнітної системи і металу обмоток. Меньшимзначеніям  відповідає менша маса стали і велика маса металу обмоток. Із збільшенням  маса сталі збільшується, маса металу обмоток зменшується. Таким чином, вибір   впливає не тільки на співвідношення розмірів трансформатора, але і на співвідношення мас активних і інших матеріалів, а отже, і на вартість трансформатора. Разом з цим зміна  позначається і на технічних параметрах трансформатора: втратах і струмі холостого ходу, механічної міцності і нагрівостійкості обмоток, габаритних розмірах. Значення, які застосовуються для серійних трансформаторів приведені табл. 3.12 [1] і табл.3.2.

Таблиця 3.2. Значення  для серійних масляних трансформаторів

Приймаємо по табл. 3.2 =2

Визначаємо основні розміри трансформатора (рис. А.5):

а) діаметр кола, в яке вписано ступінчастий переріз стрижня

=0,507(246,7∙0,0402∙0,95∙2 ∙(50∙5,47∙1,622∙0,9012))1/4=  0,215 м;

б) приймаємо стандартний діаметр (по табл.8.3 [1]);

=0,22

в) діаметр каналу між обмотками

 1,38∙0,22=0,3036 м;

г) висота обмоток

3,14•/=0,477.

Активний переріз стрижня  0,785∙0,901∙0,222=0,156 м2.

Висота стрижня

0,477+0,05+0,05 =0,577 м.

Відстань між осями стрижнів ()

=0,3036+0,02+0,26•0,22+0,018=0,3988 м.

3.3 Розрахунок обмоток НН і ВН

Розрахунок обмотки низької напруги (НН).

Електрорушійна сила одного витка.

Для прийнятого діаметру стрижня =0,22 м по табл. 8.7 [1] визначаємо площу перерізу стрижня  для прийнятої магнітної системи без пресуючої пластини (пресування стрижнів бандажами із склострічки)

Активний переріз стрижня :

=0,97∙0,0353=0,0342 мІ

4,44∙0,0342 1,62=12,30 В.

Число витків на одну фазу обмотки

=231/12,30=18,78,

де  визначається в п. 3.3.1.1

Приймаємо

Уточнена напруга одного витка

=231/19=12,16 В.

Середня щільність струму в обмотках, згідно (5.4) [1]

=0,746∙0,93∙8900∙12,16 U_рпред 104/(246,7∙0,3036)=3342042 А/м2.

Орієнтовний переріз витка

=1069,4/3342042=319,98 мм2.

По таблиці 5.8 [1] для потужності трансформатора =740 кВА, струму на один стрижень =1069,4 А, номінальної фазної напруги обмотки =231 В і перерізу витка =319,98 мм2 вибираємо конструкцію гвинтової обмотки (рис. А.9). Витки гвинтової обмотки складаються, як правило,  паралельних , які розташовані концентрично на різній відстані від її осі, тому , які розташовані ближчими до осі, будуть коротші, а ті, що віддаленіші, будуть довші. Відмінність в довжині і розташуванні  в полі магнітного розсіяння викличе нерівність їх активного і індуктивного опору. Для вирівнювання розподілу струму і зниження додаткових втрат в гвинтових обмотках виконують транспозицію (перестановку) .

Осьовий розмір масляного охолоджуючого каналу між витками попередньо, згідно стор. 270 [1] і (3.71) [1]. Попередньо вибираємо коэффіцієнт, який може бути прийнятий рівним =1,1 для трансформаторів потужністю =25-630 кВА; =1,4 – для =1000-6300 кВА для класу напруги 10 кВ і =1000-80000 кВА класу напруги 35 кВ. Для =740 кВА приймаємо

Тоді осьовий канал (див. мал.3.9)

 =0,1∙1,4∙ 0,0202=0,0028 м.

Повинен бути не менше 0,004 м, приймаємо

Число рейок по колу обмоток НН

товщина междувиткових прокладок==0,004 м.

Орієнтовний осьовий розмір витка для одноходової гвинтової обмотки і рівномірно розподіленою транспозицією по формулі (6.17) [1]

0,477/(19+4)-0,95∙0,004=0,0169 м

де =0,95 – коефіциєнт, який враховує усадку прокладок між котушками після сушки і опресовування обмотки.

Максимальний осьовий розмір витка для одноходової обмотки дорівнює максимальному розміру обмотувального  в ізоляції і не може перевищувати =16,5 мм для мідного і =18,5 мм для алюмінієвого . Тому при отриманні по формулі =0,0165 м для мідного  і =0,0185 м для алюмінієвого  необхідно застосовувати одноходову обмотку. При отриманні по формулі 0,035...0,045 м застосовують двухходову обмотку. Отже при =0,0169 вибираємо обмотку з числом ходів

Вибір розмірів поперечного перерізу обмотки пов'язаний з щільністю теплового потоку на охолоджуваній поверхні обмотки . Значення  з метою недопущення надмірного нагріву обмоток в трансформаторах  природним масляним охолоджуванням обмежується  Вт/ м2. Перевищення  приводить до значного збільшення маси системи охолодження, а також до значного нагріву масла в каналах обмоток, що прискорює старіння масла. Зниження допустимих значень  для мідних обмоток приблизно до 1000 Вт/м2 дозволить   старіння масла і подовжити терміни його заміни.

Вибираємо гвинтову обмотку  радіальними каналами між витками з рівномірно розподіленою транспозицією.

У обмотках масляного трансформатора  прямокутного , кожен , який з двох сторін омивається маслом (у одно і двошарових циліндрових з намотуванням на ребро, в гвинтових і безперервних котушкових з намотуванням навзнаки) максимальне значення більшого з двох розмірів поперечного переріза   визначається приблизно (5.7) [1] для мідного :

 = 1200∙1,0/(1,07∙2∙0,01)=0,0100 м

де - коефіцієнт закриття поверхні, для гвинтових і котушкових обмоток в данній формулі попередньо приймаємо  (стор. 315 [1]).

Значення більшого здвох розмірів поперечного перерізу   визначається:

=0,0169∙103/2-0,5∙2=7,45 мм.

де  - товщина ізоляції .

Необхідно .

По одержаних орієнтовних значеннях =319,98 мм2 при =

=7,45 мм по табл. 5.2 [1] вибираємо  - число паралельних провідників; миінімальне число  в одноходової обмотці чотири, у двухходової вісім (стор. 271 [1]).

Попередньо приймаємо число паралельних проводів

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7