Расчёт и проектирование трансформаторной подстанции 10/0,4

АПБ × n_пр * , где n_пр=1, т.е. 1 провод в витке;

АПБ × 1 * = 20,84 мм².

    Уточняем плотность тока:

;          (3.16)

 А/мм².

        Nкат вн=29шт

Число витков в регулировочных катушках принимаем 5 т.к. на одну ступень приходится 10 витков, т.е. 2 катушки на одну ступень, следовательно, регулировочных катушек будет 8, а значит основных будет 54 катушек. 

Число витков в основных катушках

.

Приводим  число витков к целым числам с  помощью системы уравнений

 
 
 
 

решая которую получаем у=51, х=3, т.е. 13 катушек  имеют по 19 витков и 8 катушки имеют  по 18 витков. 

Высота  обмотки, см,

,     (3.17)

.

=1,5 см – канал в разрыве  обмотки.

Определяем  радиальный размер обмотки, см,

;          (3.18)

.

Внутренний  диаметр обмотки, см,

;         (3.19)

Наружный  диаметр обмотки, см,

;               (3.20)

. 

Расчет  обмотки ВН завершен.

 

2.4. Расчет  параметров короткого замыкания

 

    Потери короткого замыкания

  Потерями  короткого замыкания (КЗ) 2х обмоточного  трансформатора согласно ГОСТ 1610-82 называются потери, возникающие в трансформаторе при установлении в одной из обмоток тока, соответствующего номинальной мощности и замкнутой накоротко вторичной обмотки.

  Потери  кз делятся на:

  1)основные  потери в обмотках низкого  и высокого напряжения,

  2)добавочные  потери от токов наведенных полем рассеяния в обмотках и создании неравномерного распределения тока по сечению провода.

  3)основные  потери в отводах между обмотками  и вводами.

  4)добавочные  потери

  5)потери  в стенках бака и других  металлических конструкциях. 

  Основные потери НН, Вт,

   ;       (4.1)

    Вт.

  Масса металла обмотки НН, кг,

   ;     (4.2)

    кг.

  Основные  потери ВН, ВТ,

   ;       (4.3)

    Вт.

  Масса металла обмотки ВН, кг,

   ;     (4.4)

    кг.

                  Добавочные потери в обмотке НН

   ;      (4.5)

   ;

   ;        (4.6)

   . 

  Добавочные  потери в обмотке ВН

   ;       

  

   ;

   ;         

   . 

  Основные  потери в отводах: 

  Для схемы соединения звезда, см,

  l ;         (4.9)

  l ;

  Для схемы соединения звезда, см,

  l ;                 (4.10)

  l ;

  Масса отводов НН, кг,

   ;               (4.11)

   .

  Потери  в отводах НН, Вт,

   ;               (4.12)

   .

  Масса отводов ВН, кг,

   ;               (4.13)

   .

  Потери  в отводах ВН, Вт,

   ;               (4.14)

   . 

Потери  в стенках бака и других элементах  конструкции приближенно: к_б=0,03

по  [12,139], Вт

;                         (4.15)

   .

  Полные  потери КЗ, Вт,

   ;          (4.16)

  

 или , из табл. 6.2 [12,98] следует, что величина допуска составляет , т.е. найденное значение входит в допуск, следовательно, расчет верен.

 

  Расчет  напряжения КЗ.

  Активная  составляющая, %,

   ;           (4.17)

   %.

  Реактивная  составляющая, %,

   ;         (4.18)

где – коэффициент, учитывающий отклонение реального поля от идеального параллельного поля, принимаем равным 0,97;

 – коэффициент учета неравномерного распределения витков по высоте, принимаем ;

   %;

   ;                     (4.19)

   ;

   ;                    (4.20) 

   см;

   ;     (4.21)

   ;          (4.22)

   %;

  или , из табл. 6.2 [12,98] следует, что величина допуска составляет , т.е. найденное значение входит в допуск, следовательно, расчет верен. 
 

 
2.5. Расчет  магнитной системы и характеристик  холостого хода

 

Выбираем  трехстержневую конструкцию магнитной  системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми – на среднем. Прессовку стержня осуществляем бандажами из стеклоленты, ярм – полубандажами, проходящими вне активной стали. Сталь марки 3405 (0,3 мм).

Расстояние  между осями обмоток, см

;                  (5.1)

Выписываем  из табл. 9.1 [1,153] сечения стержня и ярма и объем угла по диаметру стержня D₀=18 см.:

 см²; см²; см; дм³,

где h_Я – определяется шириной пластин при условии, что ширина пластин берется максимально возможной.

    Определяем  высоту окна, см,

     ;                  (5.2)

     ,

    Масса угла, кг,

     ;                 (5.3)

где – плотность электротехнической стали, равная 7,65 кг/дм³ для холоднокатаной стали;

     .

    Масса стержней, кг

     ;              (5.4)

     .

    Масса ярм, кг

     ;                                                   (5.5)

     .

    Масса стали магнитопровода, кг,

     ;                                                     (5.6)

     .

    Расчет  потерь холостого хода.

    

5 Тл; Тл,

    Среднее значение индукции в углах возьмем  равным индукции в стержне.

      Тл.

   Из  табл. 9.2 [12,157] находим значения удельных потерь и из табл. 9.3 [12,158] коэффициенты увеличения потерь для углов с прямыми и косыми стыками:

      Вт/кг;

      Вт/кг;

     ;  

    

    

     .

    Потери  в магнитопроводе, Вт,

     ;           (5.7)

    где к₁ – коэффициент учитывающий добавочные потери в магнитной системе

    при использовании стали с отжигом;

р_C и р_Я – удельные намагничивающие мощности, найденные по табл. 9.2 [12,157];

n_ПР и к_ПР – число углов с прямыми стыками листов и коэффициент увеличения потерь в них;

n_К и к_К – число углов с косыми стыками листов и коэффициент увеличения потерь в них.

     ,

или , из табл. 6.2 [12,98] следует, что величина допуска составляет , т.е. найденное значение входит в допуск, следовательно, расчет верен.

    Расчет  тока ХХ

    Средняя индукция в косом стыке, Тл,

 

   Из  табл. 9.2 [12,157] находим значения удельных намагничивающих мощностей стержней, ярм, прямого и косого стыков из табл. 9.3 [12,158] – коэффициенты увеличения намагничивающей мощности для углов с прямыми и косыми стыками:

ВА/кг;

ВА/кг;

ВА/кг;

 ВА/кг;

 ВА/кг;

;  ,

(5.8)

где где к₂ – коэффициент учитывающий добавочные потери в магнитной системе при использовании стали с отжигом;

q_C и q_Я – удельные намагничивающие мощности, найденные по табл. 9.2 [12,157]; 

к¹_ПР и к¹_К – коэффициенты, учитывающие увеличение намагничивающей мощности в углах с прямыми и косыми стыками, берутся по табл. 9.3 [1,158] по среднему значению индукции в углах;