Порядок расчёта.

1. Расчёт основных электрических величин и изоляционных материалов.

2. Расчёт обмоток.

3. Расчёт параметров короткого замыкания.

4. Расчёт магнитной системы трансформатора и параметров холостого хода.

5. Тепловой расчёт трансформатора, расчёт системы охлаждения.

Расчёт основных электрических величин и изоляционных расстояний.

Расчёт проводим для трёхфазного трансформатора стержневого типа с концентрическими обмотками.

Sф = S` = Sн/3 = 2500/3 =833.3 кВА

Номинальные (линейные) токи на сторонах:

ВН: I2== = =41.24 А

НН: I1= = == 2092 А

Фазные токи обмоток (звезда/треугольник–║):

ВН: Iф2 = I2 = 41.24 А

НН: Iф1 = I1/= 2092/= 1208 А

Фазные напряжения обмоток:

ВН: Uф2 = Uн2/= 35000/= 20207 В

НН: Uф1 = Uн1 = 690 В

Испытательное напряжение обмоток смотрим по таблице 4.1 (Л-1):

ВН: Uисп.2 = 85 кВ

НН: Uисп.1 = 5 кВ

По таблице 5.8 (Л-1)выбираем тип обмоток:

Обмотка ВН при напряжении 35 кВ и токе 41.24 А – непрерывная катушечная из прямоугольного провода.

Обмотка НН при напряжении 690 кВ и токе 1208 А – винтовая двухходовая из прямоугольного провода.

Для испытательного напряжения обмотки ВН, Uисп.2 = 85 кВ по таблице 4.5 (Л-1) находим изоляционные расстояния:

a12` = 27 мм; l02` = 75 мм; a22` = 30 мм

Для обмотки НН, Uисп.1 = 5 кВ

a01` = 15 мм

Определение исходных данных расчёта.

Мощность обмоток одного стержня:

S`= 833,3 кВА

Ширина приведённого канала рассеивания:

ap = a`12 + (a + a) / 3

(a1 +a2)/3 = K´10-2, где к=0.5 (из табл. 3.3), (Л-1)

(a1 +a2)/3 = 0.5´10-2 = 0.027 м

ар = а`12 + (a1+a2)/3 = 27´10-3 + 0.027 = 0.054 м

Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

Uа = Pк/10Sн = 26000Вт/10´2500 = 1.04%

Реактивная составляющая:Uр= = = 6,4 %

Выбираем трёхфазную стержневую шихтованную магнитную систему с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне по рис.1.

Рис. 1 Схема плоской магнитной системы трансформатора.

Прессовка стержней бандажами из стеклоленты и ярм стальными балками. Материал магнитной системы – холоднакатная сталь марки 3404 толщиной

0.35 мм.

Индукция в стержне Вс = 1.6 Тл. В сечении стержня 9 ступеней, коэффициент заполнения круга Ккр = 0.929, изоляция пластин – нагревостойкое изоляционное покрытие плюс однократная лакировка, Кз = 0.965, коэффициент заполнения сталью kc =Ккр ´ Кз = 0.929 ´ 0.965 = 0.8965.

Ярмо многоступенчатое, число ступеней 7, коэффициент усиления ярма

kя = 1.015

индукция в зазоре:

Вя = Вс/Кя = 1.6/1.015 = 1.576 Тл

Число зазоров магнитной системы на косом стыке = 4, на прямом = 3. Индукция в зазоре на прямом стыке:

Вз`` = Вс = 1.6 Тл

На косом стыке:

Вз` = Вс/= 1.6/ = 1.132 Тл

Удельные потери в стали рс = 1.295 Вт/кг; ря = 1.242 Вт/кг.

Удельная намагничивающая мощность qc = 1.795 ВА/кг, qя = 1.655 ВА/кг,

Для зазоров на прямых стыках q``з = 23500 ВА/кг,

для зазора на косых стыках q`p = 3000 ВА/м2 .

По таблице 3.6 (Л-1) находим коэффициент учитывающий отношение основных потерь в обмотках к потерям короткого замыкания, кq =0.91 и по таблице 3.4 и 3.5 (Л-1) находим постоянные коэффициенты для медных обмоток a = 1.40 и b = 0.31.

Принимаем Кр £ 0.95.

Диапазон изменения b от 1.5 до3.8, оптимальный вариант b=1.8.

Диаметр стержня d=0.32 м.

Расчёт основных коэффициентов.

А = 0.507 = 0.507 = 0.2467

По таблице 3.12 (Л-1)

b = 1.8¸2.4

d = Ax Þ x = d/A = 0.32/0.2467 = 1,3

b = x4 = 2,8 – принадлежит диапазону 1.8 ≤ β ≤ 2.4

Определение основных размеров.

Диаметр стержня: d = Ax = 0.32 м

Активное сечение стержня:

Пс = 0.785kca2x2 = 0.785 ´ 0.8965 ´ 0.27742 ´ 1.15352 = 0.0721 м2.

Средний диаметр обмоток:

d12 = ad = 1.40´0.32 = 0.448 м.

Высота обмоток:

l = pd12/b = 3.14´0.448/1.77 = 0.8 м

Высота стержня:

lc = l+2l0 = 0.8+2´0.05 = 0.9 м

Расстояние между осями стержней:

С = d12+a12+bd+a22 = 0.448+0.02+0.31+0.32+0.02 = 0.5872 м

ЭДС одного витка

uв = 4.44fПСВС = 4.44´50´0.0721´1.6 = 25.6 В

Расчёт обмоток НН.