Расчет силового трансформатора

10250                           А3А4  В3В4  С3С4

10000                           А4А5  В4В5  С4С5

9750                            А5А6  В5В6  С5С6

9500                             А6А7  В6В7  С6С7 

Число витков в обмотке ВН при номинальном напряжении

 

Число витков на одной ступени регулирования

Для пяти ступеней регулирования:

Напряжение, В          Число витков на ответвлениях

10500                            423

10250                            413

10000                            403

9750                              393

9500                              383 

Плотность тока ориентировочно

Сечение витка  ориентировочно

 

По таблице 5.8 /1/ выбираем многослойную обмотку из алюминиевого круглого провода.

По таблице 5.1 /1/ выбираем провод марки AПБ с сечением 1,77 мм² 

Полное сечение  витка

Число витков в  слое

Число слоев  в обмотке

         

Рабочее напряжение двух слоев 

          

Общий суммарный  радиальный допустимый размер проводов для алюминиевого провода

Радиальный размер обмотки

 

Обмотка наматывается на бумажно-бакелитовом цилиндре , на котором на 8и рейках наматывается обмотка.

Внутренний диаметр  обмотки 

Внешний диаметр  обмотки

Поверхность охлаждения

         

Плотность теплового  потока на поверхности обмотки

Масса металла  обмотки

,     

кг

Масса металла  обмоток ВН и НН

 
 
 

4. Расчет параметров короткого замыкания

      

 4.1 Расчет потерь короткого замыкания

          

  Основные потери:

 Обмотка НН

 

Обмотка ВН

Добавочные потери в обмотке НН (прямоугольный провод):

Добавочные потери в обмотке ВН (круглый провод): 

Длина отводов  приблизительно равна

Масса отводов  НН

Потери в отводах  НН

Масса отводов  ВН

 

Потери в отводах  ВН

Потери в стенках  бака и других элементах конструкции  до выяснения размеров бака определяется приближенно:

 

Полные потери короткого замыкания

Для номинального напряжения обмотки ВН

 
 

4.2 Расчет напряжения короткого замыкания 

Активная составляющая

 

Реактивная составляющая 

 

- ширина приведённого канала  рассеивания

   - коэффициент учитывающий  отклонения реального поля рассеивания 

 

Напряжение короткого  замыкания

 

Установившийся  ток короткого замыкания

Радиальная сила равна

Среднее растягивающее  напряжение в проводе обмотки  ВН

Осевые силы в обмотках

где К – коэффициент  осевой силы: 

где - коэффициент , определяемый по формуле:

Здесь ;   - определяется по табл. 7.4 /1/ 

;   n – число слоев обмотки ВН; 

Наибольшая сжимающая  сила наблюдается в середине высоты обмотки НН, имеющей меньший радиальный размер. Напряжение сжатия на  междувитковых  прокладках

,

где n – количество прокладок; b – ширина прокладки. 

через t_k=4 сек после возникновения Температура обмотки короткого замыкания

 

Время достижения температуры  С для алюминиевых обмоток

 
 
 
 
 
 
 

5. Окончательный расчет магнитной системы.

Определение параметров холостого  хода 

5.1 Определение размеров магнитной системы и массы 
 

  Принята конструкция трехфазной плоской шихтованной системы, собираемой из пластин холоднокатаной стали марки 3404, 0.35 мм 

  Стержни магнитной системы прессуются путём расклинивания с обмоткой, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по табл. 8.3 /1/ для стержня диаметром 0,009 м без прессующей пластины. Число ступень в сечении стержня 5, в сечении ярма 4.

Размеры пакетов  в сечении стержня и ярма по табл. 8.2 /1/ 

№  пакета         Стержень, мм                Ярмо (в половине поперечного сечения), мм

1                           85х15                              85х15

5                           70х10                              70х10    

2                           65х6                                 65х6  

3                           55х4                                55х4 

4                           40х5                                                           
 

Площадь ступенчатой  фигуры сечения стержня по табл. 8.6

Ярма

Объем угла магнитной  системы

Активное сечение  стержня

Активное сечения  ярма

Объем стали  угла магнитной системы

Длина стержня

Расстояние между  осями стержней

Массы стали  угла магнитной системы (для ХК стали):

Массы стали  ярм

Массы стали  стержней

 

где

масса стали  в пределах окна магнитной системы

масса стали  в местах стыка пакетов стержня  и ярма.

Общая масса  стали плоской магнитной системы.

 

5.2 Расчет потерь холостого хода

Индукция  в стержне 

Индукция  в ярме       

Индукция  на косом стыке  

Площадь сечения стержня на косом стыке     

Удельные  потери для стали стержней, ярм  и стыков по табл. 8.10 для стали  марки 3404 толщиной 0,35 мм при шихтовке в одну пластину: 

при            

при            

при            

Для плоской  магнитной системы с косыми стыками  на крайних стержнях и прямыми  стыками на среднем стержне, с  многоступенчатым ярмом, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев  на основании табл. 8.12  и пункта 8.2   примем 

;   ; ;  ;  ; 

Тогда потери холостого хода

 

5.3 Расчет тока холостого хода 

По табл. 8.17 находим удельные намагничивающие  мощности:  

 при             

при            

при        

   Для принятой конструкции магнитной  системы и технологии ее изготовления  по табл. 8.12 и 8.21 , а также по  пункту 8.3 принимаем коэффициенты  : 

;     ;    ;  ; ;  ;

По табл. 8.20  находим коэффициент  , тогда намагничивающая мощность холостого хода  

Ток холостого  хода

Активная  составляющая тока холостого хода

Реактивная  составляющая тока холостого хода

 

6. Тепловой расчет и расчет системы охлаждения

6.1 Тепловой расчет обмоток 

Внутренний  перепад температуры 

обмотка  ВН      - полный внутренний перепад

где    -  размер и теплопроводность междуслойной изоляции

- потери выделяющиеся в 1м³ общего объема обмотки 

     В расчетах по d принимается значение диаметра круглого алюминиевого провода АПБ , с сечением провода 1,77 мм² d=a=1.5 d=b=1.9, а за берется значение равное 0,0004м 

- средняя теплопроводность обмотки 

- средняя теплопроводность обмотки  без учета

межслойной  изоляции, где  = (по таблице 9.1) 

 внутренний перепад температуры обмотки НН

обмотка НН       

где – толщина изоляции провода на одну сторону;