Расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква

Расчет механических усилий ведется по формулам, приведенным в § 7.4.

Максимальное радиальное усилие [по (7.4)]

расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква - student2.ru

То же, при коротком замыкании [по (7.5)]

расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква - student2.ru

где расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква - student2.ru .

Осевое усилие внутри обмоток [по (7.6)]

расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква - student2.ru

Осевое усилие от несимметричного расположения намагничивающих сил по высоте обмоток [по (7.7)]

расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква - student2.ru

где H1 = 4•8,5 + 3•6 +1•12= 64 мм = 6,4 см (на ступени —5%),

Нр=(B-b)/2=(72-23.4)/2=24.3 см;

В — ширина бака, см;

b — толщина магнитопровода, см;

Кр — коэффициент Роговского;

m = 4.

Общее осевое усилие Foc будет (для обмотки BH) суммой осевых усилий F'oc и F”oc [по (7.8)]

Foc= F'oc + F”oc=4,8+8=12,8 кГ.

При коротком замыкании осевое усилие возрастает пропорционально квадрату кратности тока короткого замыкания с учетом свободной составляющей тока

F0CK= 12,8•700 = 8950 кГ.

Площадь опоры прокладок из электрокартона в обмотке

ВН sпp = nca2 = 8•4•2,4 = 77 см2,

где n— число прокладок по окружности;

с — ширина прокладки, с = 40 мм = 4 см,

а2 — радиальный размер обмотки ВН.

Наибольшее удельное давление на прокладки

δ= F0CK/ sпp=8950/77=116 кГ/см2,

что вполне допустимо.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА МОЩНОСТЬЮ 2500 ква 35 кв

Расчет магнитопровода

Выбор размеров пластин пакетов стержня. Для заданного диаметра D = 300 мм с числом ступеней п = 7 целесообразно выбрать нормализованные размеры ширины пластин, принятые для отечественных заводов. Для данного диаметра эти размеры следующие: c1 = 295; с2 = 270; с3 = 250; с4 = 230; с5 = 215; с6 = 175; с7 = 135 мм.

Определяем толщину пакетов:

расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква - student2.ru

Определяем сечения стержня:

Пакет 1 Пакет 2 Пакет 3 Пакет 4 Пакет 5 Пакет 6 Пакет 7 29,5 X 1,8= 53,1 см2 27,0 X 11,2=302,5 см2 25,0 X 3,6 = 90,0 см2 23,0 X 2,6= 59,8 см2 21,5 X 1,6= 34,4 см2 17,5 Х 3,6= 63,0 см2 13,5 Х 2,4 = 32,4 см2
=635,2 см2

Fcт=KзFф=0,93•635,2=590см2

Расчет сечения ярма. Сечение ярма принимается по форме и размерам, равным сечению стержня. Лишь крайний (7-й) пакет для лучшей прессовки ярма делается по ширине равным 6-му пакету.

Таким образом, активное сечение ярма будет

Fя= Kз[Fф+(c6-c7)2b7]=0.93[635.2+(17.5-13.5)2.4]=600 см2.

Расчет обмоток

Числа витков НН и ВН. Для этого прежде найдем число вольт на виток

eω=222BFc•10-4 = 222 • 1,7 • 590 •10-4 = 22,3 в.

На стороне НН при схеме треугольник Uф = Uл.

Определяем число витков обмотки НН

ωНН= UфНН/ eω= UлНН/ eω=6300/22,3=282 витка.

На стороне ВН при схеме «звезда» Uф = Uл/√3.

Определяем число витков обмотки ВН

ωВН= ωНН•UфВН/ UфНН= ωНН•UлВН/ √3UлНН=282•35000/(√3•6300)=904 витка

Число витков регулировочной ступени (2,5%)

ωрег=0,025 ωВН=0,025•904=22,6 витка.

Принимаем 23 и 22 витка.

Записываем числа витков на всех ступенях напряжения: 949-927-904-881-859/282 витков.

Уточняем индукцию в стержне и ярме

Вст= UФВН•104/( ωНН•222 Fcт)=6300•104/(282•222•590)=1,7тл

Вя=Вст• Fcт/ Fя=1,7•590/600=1,67 тл.

Расчет фазных токов в обмотках. В обмотке НН при схеме «треугольник» Iф=Iл/√3.

IФНН= IЛНН/√3=S•103/(3 • UЛНН)=2500•103/(3•6300)=132 a.

В обмотке ВН при схеме «звезда» Iф=Iл

IФНН= IЛНН=S•103/(√3• UЛНН)= 2500•103/(√3•3500)=41,2 а.

Расчет обмотки НН (осевое строение). Для данных мощности и напряжения применяется непрерывная обмотка.

Плотность тока выбирается в пределах 3,5—4 а/'мм2.

Необходимое сечение провода

Sп= IфНННН=132/4=33мм2.

Выбираем провод 10,8 х 3,28 мм, сечением 34,9 мм2.

Уточняем плотность тока

δНН=132/34,9=3,78 а/мм2

Высота обмотки ориентировочно должна быть

Но = Н — 2lп= 1000 — 2•75 = 850 мм.

На провод и канал (6 мм) требуется размер

10,8 + 0,5+6 = 17,3 мм.

Число катушек обмотки

850 : 17,3 ≈ 49, принимаем 48 катушек.

Осевое строение обмотки НН:

48 катушек Х 11,3 мм 44 канала Х 6 мм 3 канала X 12 мм =542 мм =264 мм =36 мм
Всего Прессовка =842 мм -17мм
Высота обмотки Но =825 мм

Прессовка прокладок составляет

17•100/(264+36)=5,7%

Раскладка витков по катушкам;

42 катушки X 6 витков = 252 6 катушек х 5 витков = 30
Всего 48 катушек = 282 витка.

Расчет обмотки ВН (осевое строение). Применяется непрерывная обмотка. Необходимое сечение провода

Sп= IфВНВН=41,2/4=10,3 мм2.

Выбираем провод 5,9 Х 1,81 мм, сечением 10,5 мм2.

Уточняем плотность тока

δВН=41.2/10.5=3.92 а/мм2,

На один провод (катушку) и один канал приходится (в осевом направлении)

5,9 + 0,5+ 6= 12,4 мм.

Число катушек обмотки 825: 12,4 = 67, принимаем 68 катушек.

Для регулирования в пределах ±2x2,5% число регулировочных катушек должно быть кратным четырем. Следовательно, имеем 60 основных и 8 регулировочных катушек.

Раскладка витков по катушкам:

41 катушка X 14 витков 19 катушек х 15 витков =574 =285
  =859 витков
6 катушек х 11 витков 2 катушки X 12 витков =66 =24
Всего 68 катушек =949 витков.

Расчет осевого строения:



68 катушек х 6,4 мм 66 каналов х 6 мм 1 канал X 16 мм =435 мм =396 мм =16 мм
Всего Прессовка =847 мм — 22 мм
Высота обмотки Но =825 мм

Прессовка прокладок составляет

22•100/(396+16)=5,3%

Радиальный размер обмотки НН

al = ωK (a +0,5) 1,03 = 6(3,28 + 0,5)1,03 = 23,4 мм, принимаем a1= = 24 мм.

Обмотка ВН:

а2= 15(1,81 + 0,5) 1,03 = 35,7 мм, принимаем а2 = 36 мм.

Радиальное строение обмоток (предварительное):

D = 300 мм 5 канал 310 5 цилиндр 8 канал 24 обмотка НН 27 минимальное изоляционное расстояние 36 обмотка ВН

Проверяем главный канал (27 мм) на получение нужного значения напряжения рассеяния uр. Для получения заданного значения uк = 6,5% напряжение рассеяния должно быть:

расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква - student2.ru

где

ua=PK/10S=23500/(10•2500)=0,94%

При дополнительном рассеянии 5% напряжение рассеяния от основного поля должно быть

u’p= up/1,05=6,44/1,05=6,13%

Предварительное значение напряжения рассеяния

расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква - student2.ru ,

где Dcp=38,4+2,7=41,1см,

Δ=2,7+(2,4+3,6)/3=4,7 см,

Кр=1-(2,7+2,4+3,6)/(π82,5)=0,966.

Так как uр" получилось меньше uр', то размер главного канала следует увеличить.

Увеличение канала определяется по формуле

расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква - student2.ru

т. е. ширина главного канала должна быть

а = 27 + 13 = 40 мм.

Окончательно радиальное строение будет иметь вид:

D = 300 мм 5 канал 310 5 цилиндр320 8 канал 336 24 обмотка НН 18 канал 420 6 цилиндр432 16 канал 464 36 обмотка ВН 536 34 расстояние между фазами МО = 570 мм

Расстояние между осями стержней МО получилось равным 570 мм.

Высота Н окна магнитопровода равна высоте обмотки На плюс изоляционные расстояния до ярма, которые для данной мощности и напряжения равны 75 мм:

Н = Но + 2 • 75 = 825 + 150 = 975 мм.

Таким образом определены основные размеры магнитопровода и обмоток ВН и НН.

Наши рекомендации