Пример расчета трансформатора

Задание для расчета

Мощность трансформатора………………………………………………..1000 КВА

Напряжение холостого хода……………………………………………….10000 + 5% /400В

Схема и группа соединения ……………………………………………….Y/Y – 0

Частота……………………………………………………………………….50 Гц

Диаметр стержня…………………………………………………….D = 245 мм

Число ступеней ....................................................................................n = 6

Форма сечения ярма............................................................................двуступенчатая

Высота окна (приблизительно) …………………………………..Н = 700 мм

Сталь…. . . . . . . . . .холоднокатаная, марки Э330, толщиной 0,35 мм, лакированная

Обмотки…………………………………………………………….из медного провода

Значение напряжения короткого замыкания U_K % ………5,5 %

Значение активной составляющей напряжения короткого замыкания U_А % ……1,22 %

Охлаждение………………………………………………………..масляное, естественное

5.1. Электромагнитный расчет трансформатора мощностью 1000 КВА, 10 / 0,4 КВ

Расчет магнитопровода

Выбор размеров пластин пакетов стержня.

Сечение стержня по заданию имеет шестиступенчатую форму, ярма –

двухступенчатую (рис. 2.а,б,в). Определяем ширину пластин для каждого пакета согласно данным, приведенным на рис. 2.б, рис.3 б. Полученные значения с_i подбираем до ближайшего нормированного размера раскроя стали по табл.1:

С₁=0,955^.245=234

С₂=0,87^.245=213

С₃=0,77^.245=188

С₄=0,64^.245=157

С₅=0,495^.245=121

С₆=0,3^.245=73

Принимаем 230 мм

215 мм

195 мм

155 мм

120 мм

75 мм

1.1.1. Определяем толщину b пакетов с тем, чтобы ступенчатая фигура вписывалась в окружность диаметра D = 245 мм.

;

;

;

;

;

;

Общая толщина пакетов ( сумма толщины пакетов ) b = 234 мм

1.1.2. Определяем геометрическое F_ф и активное F_ст сечение стержня и его средних пакетов (для расчета веса углов магнитопровода в дальнейшем).

Коэффициент заполнения Кзпринимаем равным 0,93, для стали толщиной 0,35 мм с однократной лакировкой. Определяем сечение стержня:

Пакет

8 23,0^.8,4 =193 см² - средний пакет,

9 21,5^.3,4 = 73 см² - средний пакет

10 19,5^.3,0 = 58,5 см²

11 15,5^.4,2 = 65 см²

12 12,0^.2,4 = 28,8 см²

13 7,5^.2,0 = 15 см²

F_ф = 433,3 см² – геометрическое сечение,

F_ст= КзF_ф = 0,93^.433,3 = 403 см² – активное сечение

F^/_ст= 0,93^.(193+73) = 247 см² - сечение средних пакетов.

1.2.Расчет сечения ярма.

Сечение ярма двухступенчатой формы ( рис.2 в) обычно делается усиленным, т.е. его сечение должно быть примерно на 5% больше сечения стержня.

Для определения ширины пластины среднего пакета ярма, т.е. его высоты h₁, сначала предположим, что ярмо имеет прямоугольную форму с усилением 15%:

, принимаем 21,5 см.

Ширина пластин крайних пакетов ярма равна примерно 0,8 h₁, т.е.,

h₂=0,8^.21,3 = 17,1, принимаем 17,5 см.

Определяем активное сечение ярма F_я

F_я = Кз[(b₁+2b₂)h₁+2(b₃+b₄+b₅+b₆)h₂] =

= 0,93[(8,4+3,4)21,5+(3,0+4,2+2,4+2,0)17,5] = 0,93(254+203) = 425 см²

Коєффициент усиления ярма К_У

, или в % - 5,5%

Расчет обмоток

Определяем числа витков обмоток низкого НН и высокого ВН напряжения.

Для этого прежде найдем число вольт на виток e_w.

Задаемся значение индукции В = 1,7 Тл, тогда, учитывая что F_ст найдено в см² , получим

е_w = 4,44 f BF_ст^.10^-4 ; f = 50 Гц

е_w = 222 BF_ст^.10^-4 = 222^.1.7 ^.403^.10^-4 = 15, 2 В.

Определяем число витков обмотки НН как меньшее. При этом принимаем во внимание, что при схеме звезда U_ф=U_л /

, принимаем 16 витков.

Уточняем полученную величину вольт на виток

e_w = 400/ .16 = 14,4 В

Число витков обмотки ВН определяется исходя из фазного коэффициента трансформации

витков.