Определение основных размеров

5.1 Диаметр стержня

d = A*X =0,21*1,047 = 0,22, (м).

5.2 Активное сечение стержня

П_С = K2* X² = 0,0302*1,047² =0,0331, (м).

5.3 Средний диаметр обмотки

d₁₂ = a*d = 1,463*0,22 = 0,322, (м).

где a – по табл.П1.18

5.4 Высота обмоток

L = П* d₁₂/ β = 3,14*0,322/1,2 = 0,842, (м).

5.5 Высота стержня

L_C = L + 2*L₀ = 0,842 + 2*0,05 = 0,942, (м).

5.6 Напряжение одного витка предварительно

u_В = 4,44*f*П_С*B_C = 4,44*50*0,0331*1,6 = 11,757, (В).

5.7 Число витков на одну фазу обмотки НН:

w₁ = =

принимаем целое W₁

5.8 Уточнённое напряжение одного витка

u_В = , (В).

5.9 Действительная индукция в стержне

B_C = u_В/(4,44*f*П_С) = 11,56/4,44*50*0,0331 = 1,573 (Тл).

5.10 Средняя плотность тока для алюминиевых обмоток:

J_СР = 0,463*k_Д* *10⁴ = 0,463*0,89* *10⁴ = , (А/м²).

Допустимая плотность тока в обмотках из алюминия

Расчет обмоток трансформатора начинают с обмотки низшего напряжения НН, располагаемой между стержнем и обмоткой ВН.

 

Расчет обмоток трансформатора

6.1 Расчет обмоток НН

Расчет обмоток трансформатора, как правило, начинают с обмотки НН, располагаемой у большинства трансформаторов между стержнем и обмоткой ВН. Предварительные значения u_В , w₁ обмотки НН получены в п.5.

Дальнейший расчет для каждого типа обмоток НН производится своим, особым путем.

6.1.1 Расчет двухслойных и однослойных цилиндрических обмоток из прямоугольного провода

- для однослойной обмотки

W_СД1 = W₁ = 20;

-для двухслойной обмотки

W_СД1 = W₁ /2= 10;

Ориентировочный осевой размер витка

h_В1 = l₁/(W_СД1 + 1) = (0,842-0,005)/(10 + 1) = 0,0761, (м),

где L₁ – осевой размер обмотки НН.

Ориентировочное сечение витка

= I₁/(J_СР *10^-6) = 1445,09/( *10^-6) = 803, (мм²),

где J_СР – предварительное значение средней плотности тока по п. 5.10.

Для полученных значений и по сортаменту обмоточного провода для трансформаторов [1, табл. 5.2 или 5.3] подбираются подходящие провода.

Значение большего из двух размеров поперечного сечения провода b может быть выбрано по формуле:

b ≤

 

b ≤ 0,0103,(м) (10,3 мм),

где q =750 Вт/м² – для алюминиевых обмоток.

При этом необходимо соблюдать следующие правила:

а) число параллельных проводов не более 4-6 при намотке плашмя и не более 6-8 при намотке на ребро;

б) все провода имеют одинаковые размеры поперечного сечения;

в) радиальные размеры всех параллельных проводов витка равны между собой;

г) радиальные размеры проводов не выходят за предельные размеры, найденные по формулам, по предельному q (обычно для масляных трансформаторов и в редких случаях );

д) при намотке на ребро отношение радиального размера провода к осевому его размеру не менее 1,3 и не более 3;

е) расчетная высота обмотки на 5-15 мм меньше .

Подобранные размеры провода в мм записываются так:

или

Полное сечение витка из n_В1 параллельных проводов определяется по формуле:

П₁ = n_В1* *10^-6 = 14*55,1*10^-6 = 771,4*10^-6 , (м²),

где - сечение одного провода, мм².

Полученная плотность тока

J₁ =I₁/П₁ = 1445,09/771,4*10^-6 = 1,87*10⁶, (А/м²).

Осевой размер витка определяется

h_В1 = n_В1*b’*10^-3 = 14*6,1*10^-3 = 85,4*10^-3 , (м).

Осевой размер обмотки

L₁ = h_В1*(w_СД1 + 1)+(0,005) = 85,4*10^-3 *(10+1)+0,005 = 0,9444, (м).

Радиальный размер обмотки

- трехслойной

b₁ = *10^-3 = (3*10,5+2*4)*10^-3 = 0,0395, (м);

Внутренний диаметр обмотки

= d + 2*a₀₁*10^-3 = 0,22 + 2*15*10^-3 = 0,25, (м).

Наружный диаметр обмотки

= + 2*a₁ =0,25 + 2*0,0395 = 0,329, (м).

Ширина a₀₁ канала между обмоткой НН и стержнем определяется из условий изоляции обмотки и способа прессовки стержня согласно табл. П1.7.Однослойная обмотка и двухслойная без охлаждающего канала между слоями имеют две охлаждаемые поверхности. Полная охлаждаемая поверхность обмотки НН для всего трансформатора в этом случае.

П₀₁ = 3*c*k_З*П*( + )* L₁ = 3*3*0,75*3,14*(0,25+0,329)*0,841= = 10,32, (м²).

где с – число активных (несущих обмотки) стержней.

Коэффициент учитывает закрытие части поверхности обмотки рейками и другими изоляционными деталями. При предварительном расчете может быть принято .

 

Расчет обмоток ВН

Расчет обмоток ВН начинается с определения числа витков, необходимого для получения номинального напряжения, напряжений всех ответвлений. Число витков при номинальном напряжении определяется по формуле:

W_n2 = W₁* .

Число витков на одной ступени регулирования напряжения при соединении обмотки ВН в звезду

W_P = ,

где – напряжение на одной ступени регулирования обмотки или разность напряжений двух соседних ответвлений, В;

- напряжение одного витка обмотки, В.

Обычно ступени регулирования напряжения выполняются равными между собой, чем обуславливается также и равенство числа витков на ступенях. В этом случае число витков обмотки на ответвлениях:

При четырех ступенях:

Верхние ступени напряжения w₂ = W_Н2 + W_P =519 + 13= 532;

w₂ = W_Н2 + 2W_P =519 + 2*13= 545;

При нормальном напряжении: w₂ = W_Н2 = 519;

Нижние ступени напряжения: w₂ = W_Н2 - W_P = 519- 13 = 506;

w₂ = W_Н2 - 2W_P = 519- 2*13 = 493;

Осевой размер обмотки ВН L₂ принимается равным ранее определенному осевому размеру обмотки НН L₁. L₁ =0,842 (м).

Плотность тока в обмотке ВН предварительно

J₂ ≈ 2*J_СР – J₁ = 2* – = , (А/м²),

где J_СР - предварительное значение средней плотности тока по (п.5.10).

В тех случаях, когда потери короткого замыкания P_X не заданы, для выбора плотности тока можно руководиться табл.П.1.29.

Сечение витка обмотки ВН предварительно

= , (мм²).

Значение большего из двух размеров поперечного сечения провода b может быть выбрано по формулам:

- Для алюминиевого провода

b ≤

b ≤

b ≤ 14,6, (мм).

где - для алюминиевых обмоток.

После того как обмотка ВН рассчитана и размещена на стержне, для предварительной оценки её нагрева определяется плотность теплового потока на её охлаждаемой поверхности:

q₂ = * , (Вт/м²)

или

- для алюминиевого провода

q_A = *10^-10 , (Вт/м²).

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: