Расчет обмоток трансформатора
Стр 1 из 7Следующая ⇒
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Предварительный расчет трансформатора ТМН – 6000/35

Расчет трансформатора начинается с предварительного расчета на ЭВМ, чтобы потом выбрать наиболее оптимальный вариант. Предваритель­ный расчет производился на основании методики изложенной в учебном пособии «Расчет и проектирование трансформаторов: расчет обмоток и магнитопровода». Величины, вводимые в ЭВМ для расчета, приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Величины, вводимые в ЭВМ для расчета трансформатора

№

п/п

Наименование

 

Обо­зна­че­ние

Иден­ти­фика­тор

в  про­грамме для ЭВМ

Еди­ница

изме­рения

Источник

Численные значения для трансформатора        ТМН–6000/35
Алюминий Медь
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Номинальная мощность SN В∙А ТУ
  2 Номинальное напряжение обмотки 1 (НН) UN1 В ТУ
  3 Номинальное напряжение обмотки 2 (ВН) UN2 В ТУ
  4 Номинальные потери короткого замыкания     PKN   Вт   [3, § 3, 12]        
  5 Номинальные потери холостого хода     PON   Вт   [3, § 3, 12]  
  6 Номинальное напряжение короткого замыкания     UKN   %     [3, § 3]   7,5   7,5

 

Продолжение табл. 1.1

1 2 3 4 5 6 7 8
  7 Номинальный ток холостого хода AI0N % [3, § 3, 12] 0,8 0,8
8 Толщина витковой изоляции в обмотке 1     T1   м   [3, § 6,7]
9 Толщина витковой изоляции в обмотке 2 T2   м   [3, § 6,7]  
10 Ширина масляных каналов в обмотке 1     BM1   м   [3, § 6,7]    
  11 Ширина масляных каналов в обмотке 2     BM2   м   [3, § 6,7]    
12 Толщина прокладки BP м [3, При­мечание 1] 0 0
    13 Изоляционный промежуток между стерж­нем и обмоткой 1 (НН)         B01     м   [3,таб­л. 7]        
    14 Изоляционный промежуток между обмот­ками 1 и 2 (НН и ВН)       B12     м   [3,таб­л. 8,9]        
    15 Изоляционный промежуток между обмотками 2 и 3 (НН и РО)           B23     м   [3,таб­л. 8,9]      

 

Продолжение табл. 1.1

1 2 3 4 5 6 7 8
  16 Ориентировоч­ная ширина ре­гулировочной обмотки (РО)     BРО   м [3, При­мечание 2]  
17 Расстояние между фазами BMF м [3,таб­л. 8,9]
  18 Расстояние от обмотки до верхнего ярма ––– DELBJA м   [3,таб­л. 8,9]
  19 Расстояние от обмотки до нижнего ярма   ––– DELNJA м [3,таб­л. 8,9]
  20 Электрическая удельная проводимость провода     SIGMA См/м   [3,таб­л. 14]
  21 Плотность материала провода     GAMMA кг/м3   [3,таб­л. 14]
    22 Коэффициент увеличения радиального размера обмотки         AKU     ––– [3, При­мечание 3]     1,05     1,05
  23 Цена обмоточного провода     СО   р/кг [3, При­мечание 3]      
    24 Коэффициент, учитывающий стоимость изоляционных материалов         AKO     –––   [3, При­мечание 5]     2,2     1,81
25 Диаметр стержня DS(1)     м [3, ф. (3) и табл. 20] 0,32   0,32    
26 _____,,_____               DS(2)     м [3, ф. (3) и табл. 20] 0,34   0,34    

Продолжение табл. 1.1

1 2 3 4 5 6 7 8
27   Диаметр стержня DS(3)     м [3, ф. (3) и табл. 20] 0,36   0,36    
28 _____,,_____ DS(4)     м [3, ф. (3) и табл. 20] 0,38   0,38    
  29 Площадь поперечного сечения     SСТ(1) м2   [3,таб­л. 20] 0,0733 0,0733
  30   _____,,_____     SСТ(2) м2   [3,Таб­л. 20] 0,0829 0,0829
  31   _____,,_____     SСТ(3) м2   [3,таб­л. 20] 0,0910 0,0910
  32   _____,,_____     SСТ(4) м2   [3,таб­л. 20] 0,1020 0,1020
33 Высота ярма (ширина наибольшей пластины стержня)         HJA(1)   м   [3,таб­л. 20]   0,310   0,310
34 _____,,_____ HJA(2) м [3,таб­л. 20] 0,325 0,325
35 _____,,_____ HJA(3) м [3,таб­л. 20] 0,350 0,350
36 _____,,_____               HJA(4) м [3,таб­л. 20] 0,368 0,368
  37 Объем угла магнитопро­вода   VUG(1)     м3   [3, табл. 20]
  38   _____,,_____   VUG(2)     м3   [3, табл. 20]

 

Продолжение табл. 1.1

1 2 3 4 5 6 7 8
39 Объем угла магнитопро­вода   VUG(3)     м3   [3, табл. 20]
  40   _____,,_____   VUG(4)     м3   [3, табл. 20]
    41 Увеличение высоты об­мотки 1 за счет усиленных каналов     –––     ВК1     м     [3, § 6,7]     0     0
    42 Увеличение высоты об­мотки 2 за счет усиленных ка­налов, емкост­ных колец, до­полнительной витковой и ка­тушечной изо­ляции     –––     ВК2     м     [3, § 6,7]        
  43 Ширина раз­рыва в регули­ровочной зоне обмотки 2     BR   м   [3, § 6,7]   0   0
    44  Ключ, указы­вающий, нужно ли рассчиты­вать магнитное поле рассеяния     –––     RP     –––     задание     1     1

 

 

2. Результаты предварительного расчета на ЭВМ

Из сводной таблицы данных, содержащей 24 варианта предваритель­ного расчета, был выбран наиболее оптимальный вариант, который имеет удовлетворительные значения потерь тока холостого тока и является наибо­лее экономичным. Данные выбранного варианта представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Результаты предварительного расчета трансформатора на ЭВМ

№

п/п

Наименование

Обозначе­ние в пособии

Идентифика­тор в программе  для ЭВМ

Единицы измерения

 

Числовое значение
  Алюминий   Медь
1 Диаметр стержня DO м 0,32 0,32
2 Индукция B Тл 1,60 1,60
3 ЭДС на виток EO В 24,86 24,86
4 Высота обмотки H м 1,615 1,615
5 Плотность тока J AJ А/мм2 1,547 3,000
6 Потери короткого замыкания PK кВт 33,98 33,98
7 Потери холостого хода PO кВт 7,131 7,131
8 Ток холостого тока AIO % 0,45 0,45
  9 Напряжение короткого замыкания     UK   %   7,703   7,703
10 Тип обмотки НН – M – Непрерывная катушечная Непрерывная катушечная

 

Уточнение ЭДС на виток и индукции в стержне приведены в табл. 2.2.

 

Таблица 2.2

Уточнение ЭДС на виток и индукции в стержне

Расчетная формула и пример расчета Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Число витков обмотки НН Число витков округляю до ближайшего целого числа  витка 322 322 – [3, ф. (7)]
Уточнение значения ЭДС на виток 24,845 24,845 В [3, ф. (5)]
Коэффициент заполнения сечения стержня сталью 0,955 0,955 – [3, § 16]
Индукция в стержне 1,599 1,599 Тл [3, ф. (6)]

 

Регулировочная обмотка (РО)

Обмотку выполним в виде многоходовой винтовой. Расчет представлен в табл. 3.4.1.

Таблица 3.4.1

Расчет регулировочной обмотки

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Допустимая высота обмотки 1437 1051 мм [3, рис. 4б]
Число витков в обмотке 143 143 – [3, ф. (29)]
Осевой размер изолированного провода 8,505 6,218 мм [3, ф. (30)]
Расчетный осевой размер неизолированного провода 7,545 5,258 мм [3, § 22]
Плотность тока обеспечим такую же, как и в обмотке ВН, тогда расчетное сечение витка будет 63,978 32,991 [3, § 22]
Расчетное сечение одного провода 31,989 16,496 [3, пример 2]

Продолжение табл. 3.4.1

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Номинальные размеры неизолиро­ванного и изолированного провода мм [3, табл. 15]
Сечение выбранного провода 34,64 17,2 [3, табл. 15]
Плотность тока в обмотке РО J 1,429 2,877 [3, пример 2]
Осевой размер обмотки 1403 1037 мм [3, пример 2]
Радиальный размер однослойной регулировочной обмотки 11,92 9,02 мм [3, § 22]
Средний диаметр РО 71,897 62,625 см [3, пример 2]
Наружный диаметр РО 73,089 63,527 см [3, пример 2]

 

Расчет магнитной системы

Для проектированного трансформатора применим плоскую несиммет­ричную стержневую магнитную систему с косыми стыками на крайних стержнях и с прямыми на средних стержнях из отожженной электротехниче­ской стали марки 3405 толщиной 0,3 мм. Прессовку стержней будем производить бандажами из стеклоленты, а ярм – полубандажами со шпильками, проходящими вне активной стали.

 

Расчет тока холостого хода

Таблица 4.3.1

Расчет составляющих полного тока и холостого тока

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Удельная намагничивающая мощность стержня 1,526 1,526 [3, табл. 21]
Удельная намагничивающая мощность ярма 1,432 1,432 [3, табл. 21]
Удельная намагничивающая мощность стыка стержня 19200 19200 [3, табл. 21]
Удельная намагничивающая мощность стыка ярма 17700 17700 [3, табл. 21]
Удельная намагничивающая мощность косого стыка 2270 2270 [3, табл. 21]
Коэффициент увеличения потерь в углах прямых стыков 12,53 12,53 – [3, табл. 22]
Коэффициент увеличения потерь в углах косых стыков 4,3 4,3 – [3, табл. 22]

Продолжение табл. 4.3.1

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Суммарная намагничивающая мощность в поверхностях стыков магнитной системы 4989 4989     Вт     [3, ф. (44)]
Полная намагничивающая мощность магнитной системы где . 27060 25320   ВА   [3, ф. (45)]
Индуктивная составляющая тока холостого хода 0,451 0,422 % [3, ф. (47)]
Активная составляющая тока холостого хода 0,127 0,109 % [3, ф. (48)]
Полный ток холостого хода 0,468 0,436 % [3, ф. (49)]
Отклонение   -41,447 -45,517   % [3, пример 1]

Обмотка НН

Значения радиальной составляющей индукции  и  взяты из расчетов программы на ЭВМ и представлены в табл. 5.1.1.

Таблица 5.1.1

Расчет среднеквадратичного значения индукции для обмотки НН

Уча­сток

Относительная длина участка l

Индукция,

1

0,1

291,9

95,6

0,328

1,436

1,224

2

0,1

95,6

47,4

–0,496

1,742

0,159

3

0,2

47,4

16,5

0,348

1,469

0,066

4

0,1

16,5

10,7

0,648

2,068

0,006

5

0,5

10,7

0

0

1

0,006

Среднеквадратичное значение индукции (сумма значений на всех участках обмотки) равно .

Расчет потерь в обмотке НН представлен в табл. 5.1.2.

Таблица 5.1.2

Потери в обмотке НН

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Длина витков обмотки одного стержня 403,737 м [4, пример расчета]
Масса металла обмотки на три стержня 609,012 937,863 кг [4, пример расчета]

Продолжение табл. 5.1.2

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Основные потери в обмотке Формула для меди: 15800   18540 Вт [4, ф. (4)]
Число проводов в радиальном направлении 13,144 8,474 – [4, раздел 3]
Число проводов в осевом направлении 98 76 – [4, раздел 3]
Коэффициент заполнения обмотки по высоте материалом проводов 0,799 0,799 – [4, ф. (9)]
Относительные потери от осевой составляющей индукции 3,8 4,1 % [4, ф. (8)]
Потери от циркулирующих токов (для одной общей транспозиции) 2,1 0 % [4, ф. (14)]

 

Продолжение табл. 5.1.2

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Относительные потери от радиаль­ной составляющей индукции 1,6   1,1   % [4, ф. (11)]
Коэффициент добавочных потерь в обмотке 0,075 0,052 – [4, ф. (18)]
Добавочные потери в обмотке 1191 964 Вт [4, раздел 4]
Наибольшие потери будут в край­них витках, где радиальная состав­ляющая  индукции  достигает  мак­симального значения. Создаваемые ею потери равны Здесь , так как принято, что в пределах катушки 28,2 18,4 % [4, ф. (11)]
Коэффициент добавочных потерь в крайних витках 0,341 0,225 – [4, ф. (18)]

Обмотка ВН

Значения радиальной составляющей индукции  и  взяты из расчетов программы на ЭВМ и представлены в табл. 5.2.1.

Таблица 5.2.1

Расчет среднеквадратичного значения индукции для обмотки ВН

Уча­сток

Относительная длина участка l

Индукция,

1

0,1

-155,6

13,6

-0,087

0,921

0,223

2

0,1

13,6

27,1

1,993

6,993

0,013

3

0,2

27,1

18,0

0,664

2,105

0,031

4

0,1

18,0

13,3

0,739

2,285

0,007

5

0,5

13,3

0

0

1

0,009

Среднеквадратичное значение индукции (сумма значений на всех участках обмотки) равно .

Расчет потерь в обмотке НН представлен в табл. 5.2.2.

Таблица 5.2.2

Потери в обмотке ВН

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Длина витков обмотки одного стержня 1523 1350 м [4, пример расчета]
Масса металла обмотки на три стержня 859 1240 кг [4, пример расчета]

 

Продолжение табл. 5.2.2

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Основные потери в обмотке Формула для меди: 22330 24560 Вт [4, ф. (4)]
Число проводов в радиальном направлении 16,612 9,927 – [4, раздел 3]
Число проводов в осевом направлении 98 82 – [4, раздел 3]
Коэффициент заполнения обмотки по высоте материалом проводов 0,799 0,77 – [4, ф. (9)]
Относительные потери от осевой составляющей индукции 2,4 3,3 % [4, ф. (8)]
Потери от циркулирующих токов (для одной общей транспозиции) 0 0 % [4, ф. (14)]

 

Продолжение табл. 5.2.2

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Относительные потери от радиаль­ной составляющей индукции 0,30   0,16   % [4, ф. (11)]
Коэффициент добавочных потерь в обмотке 0,027 0,035 – [4, ф. (18)]
Добавочные потери в обмотке 603 850 Вт [4, раздел 4]
Наибольшие потери будут в край­них витках, где радиальная состав­ляющая  индукции  достигает  мак­симального значения. Создаваемые ею потери равны Здесь , так как принято, что в пределах катушки 8,0 4,2 % [4, ф. (11)]
Коэффициент добавочных потерь в крайних витках 0,104 0,075 – [4, ф. (18)]

 

Регулировочная обмотка

Расчет потерь в регулировочной обмотке представлен в табл. 5.3.1.

Таблица 5.3.1

Потери в регулировочной обмотке

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Длина витков обмотки одного стержня 322,994 281,341 м [4, пример расчета]
Масса металла обмотки на три стержня 183,268 247,544 кг [4, пример расчета]
Основные потери в обмотке Формула для меди: 4715 4917 Вт [4, ф. (4)]

 

Результаты расчетов потерь в обмотках трансформатора представлены в табл. 5.3.2 и 5.3.3.

 

 

Таблица 5.3.2

Потери в обмотках трансформатора из алюминия

Обмотка

Основные, кВт

Добавочные

Среднее значение

Наибольшее значение в крайних витках, %
% кВт
НН 15,800 7,5 1,191 34,1
ВН 22,330 2,7 0,603 10,4
РО 4,715 – – –
Всего (без РО) 38,130 – 1,794 –

 

Таблица 5.3.2

Потери в обмотках трансформатора из меди

Обмотка

Основные, кВт

Добавочные

Среднее значение

Наибольшее значение в крайних витках, %
% кВт
НН 18,540 5,2 0,964 22,5
ВН 24,560 3,5 0,850 7,5
РО 4,917 – – –
Всего (без РО) 43,100 – 1,814 –

 

Обмотка НН

Тепловой расчет обмотки НН представлен в табл. 6.1.1.

Таблица 6.1.1

Тепловой расчет обмотки НН

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Периметр катушки 126,366 91,808 мм [5, ф. (8)]
Ширина прокладок 50 40 мм [3, рис. 17]
Коэффициент закрытия поверхно­сти катушки прокладками 1,827 1,620 – [5, ф. (7)]
Удельная тепловая нагрузка 630 1208 [5, ф. (6) или (5) для обмоток из меди]
Перепад температуры между поверхностью обмотки и маслом 19,614 28,973 [5, табл. 4 и ф. (13)]
Поправка на ширину канала  для   1,22 0 [5, рис.9 и ф. (16)]  

Продолжение табл. 6.1.1

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Перегрев проводников над маслом Для класса напряжения 35 кВт и ниже . 20,834 28,973 [5, ф. (12)]
Удельная тепловая нагрузка крайних витков 786 1407 [5, пример расчета]
Перепад температуры между по­верхностью крайнего витка и маслом 22,398 31,745 [5, ф. (13)]
Поправка на ширину канала  для Для обмоток из меди ширина каналов для крайних витков равна 6,4 мм, .   1,522 -3,630 [5, рис.9 и ф. (16)]  
Перегрев проводников крайних витков над маслом 23,918 28,115 [5, ф. (12)]

 

 

Обмотка ВН

Тепловой расчет обмотки ВН представлен в табл. 6.2.1.

Таблица 6.2.1

Тепловой расчет обмотки ВН

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Периметр катушки 130,433 92,611 мм [5, ф. (8)]
Ширина прокладок 50 40 мм [3, рис. 17]
Коэффициент закрытия поверхно­сти катушки прокладками 1,472 1,408 – [5, ф. (7)]
Удельная тепловая нагрузка 471 950 [5, ф. (6) или (5) для обмоток из меди]
Перепад температуры между поверхностью обмотки и маслом 14,373 21,902 [5, табл. 4 и ф. (13)]
Поправка на ширину канала  для   0,911 0 [5, рис.9 и ф. (16)]  

 

Продолжение табл. 6.2.1

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Перегрев проводников над маслом Для класса напряжения 35 кВт и ниже . 15,284 21,902 [5, ф. (12)]
Удельная тепловая нагрузка крайних витков 506 987 [5, пример расчета]
Перепад температуры между по­верхностью крайнего витка и маслом 15,010 22,411 [5, ф. (13)]
Поправка на ширину канала  для Для обмоток из меди, . 0,979 0 [5, рис.9 и ф. (16)]  
Перегрев проводников крайних витков над маслом 15,989 22,411 [5, ф. (12)]

 

Регулировочная обмотка

Тепловой расчет регулировочной обмотки представлен в табл. 6.3.1.

Таблица 6.3.1

Тепловой расчет регулировочной обмотки

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Коэффициент закрытия поверхно­сти рейками 1,362 1,323 – [5, ф. (7)]
Поверхность обмотки 2,327 1,543 [5, ф. (10)]
Удельная тепловая нагрузка 674 1152 [5, ф. (4)]
Перепад температуры между поверхностью крайнего витка и маслом 14,197 19,574 [5, табл. 4 и ф. (13)]
Перегрев проводников над маслом 14,197 19,574 [5, ф. (12)]

 

 

Бак трансформатора

Тепловой расчет бака представлен в табл. 6.4.1.

Таблица 6.4.1

Тепловой расчет бака трансформатора

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Высота бака 3,017 2,631 м [5, ф. (19)]
Боковая поверхность бака 23,439 18,640 [5, ф. (18)]
Площадь крышки бака 2,935 2,411 [5, ф. (20)]
Поверхность охлаждения бака с крышкой 25,640 20,449 [5, ф. (21)]
Допустимое превышение средней температуры масла над воздухом 41,082 36,027 [5, ф. (23)]
Высота центра потерь 128,368 109,046 см [5, ф. (2)]

 

Продолжение табл. 6.4.1

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Высота центра охлаждения 196,737 158,092 см [5, ф. (3)]
Отношение высот центров потерь и охлаждения 0,652 0,690 – [5, § 5]
Максимальный перегрев масла над температурой воздуха 52,8 47,2 [5, рис. 10]
Допустимая удельная тепловая нагрузка бака 555 471 [5, § 5]
Количество тепла, отводимого поверхностями бака и крышки 14230 9629 Вт [5, ф. (24)]
Количество тепла, которое должны отвести радиаторы 35640 43440 Вт [5, ф. (25)]
Удельная тепловая нагрузка радиаторов 370 320 [5, рис. 11, б]

 

 

Продолжение табл. 6.4.1

Расчетная формула и пример расчета для трансформатора с алюминиевыми обмотками Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Необходимое число радиаторов Принимаем . 4 4 – [5, ф. (26)]
Удельная тепловая нагрузка радиаторов 262 319 [5, ф. (26)]
Максимальный перегрев масла над температурой воздуха 41 47 [5, рис. 11, б]
Средний перегрев масла над воздухом 31,2 35,8 [5, рис. 10]

 

Для обоих вариантов исполнения трансформаторов по табл. 3 [5] выбираем 160-трубный радиатор с расстоянием между осями патрубков          , и поверхностью .

Результаты теплового расчета представлены в табл. 6.4.2 и 6.4.3.

 

Таблица 6.4.2

Результаты теплового расчета трансформатора с алюминиевыми обмотками

Название

Перегревы,

над маслом по расчету

над воздухом
по расчету по ГОСТу

Обмотки
НН 23,918 55,118 65
ВН 15,989 47,189 65
РО 14,197 45,397 65

Масло
Средний перегрев – 31,2 –
Наибольший перегрев – 41 55

 

Таблица 6.4.3

Результаты теплового расчета трансформатора с медными обмотками

Название

Перегревы,

над маслом по расчету

над воздухом
по расчету по ГОСТу

Обмотки
НН 28,973 64,773 65
ВН 22,411 58,211 65
РО 19,574 55,374 65

Масло
Средний перегрев – 35,8 –
Наибольший перегрев – 47 55

 

Предварительный расчет трансформатора ТМН – 6000/35

Расчет трансформатора начинается с предварительного расчета на ЭВМ, чтобы потом выбрать наиболее оптимальный вариант. Предваритель­ный расчет производился на основании методики изложенной в учебном пособии «Расчет и проектирование трансформаторов: расчет обмоток и магнитопровода». Величины, вводимые в ЭВМ для расчета, приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Величины, вводимые в ЭВМ для расчета трансформатора

№

п/п

Наименование

 

Обо­зна­че­ние

Иден­ти­фика­тор

в  про­грамме для ЭВМ

Еди­ница

изме­рения

Источник

Численные значения для трансформатора        ТМН–6000/35
Алюминий Медь
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Номинальная мощность SN В∙А ТУ
  2 Номинальное напряжение обмотки 1 (НН) UN1 В ТУ
  3 Номинальное напряжение обмотки 2 (ВН) UN2 В ТУ
  4 Номинальные потери короткого замыкания     PKN   Вт   [3, § 3, 12]        
  5 Номинальные потери холостого хода     PON   Вт   [3, § 3, 12]  
  6 Номинальное напряжение короткого замыкания     UKN   %     [3, § 3]   7,5   7,5

 

Продолжение табл. 1.1

1 2 3 4 5 6 7 8
  7 Номинальный ток холостого хода AI0N % [3, § 3, 12] 0,8 0,8
8 Толщина витковой изоляции в обмотке 1     T1   м   [3, § 6,7]
9 Толщина витковой изоляции в обмотке 2 T2   м   [3, § 6,7]  
10 Ширина масляных каналов в обмотке 1     BM1   м   [3, § 6,7]    
  11 Ширина масляных каналов в обмотке 2     BM2   м   [3, § 6,7]    
12 Толщина прокладки BP м [3, При­мечание 1] 0 0
    13 Изоляционный промежуток между стерж­нем и обмоткой 1 (НН)         B01     м   [3,таб­л. 7]        
    14 Изоляционный промежуток между обмот­ками 1 и 2 (НН и ВН)       B12     м   [3,таб­л. 8,9]        
    15 Изоляционный промежуток между обмотками 2 и 3 (НН и РО)           B23     м   [3,таб­л. 8,9]      

 

Продолжение табл. 1.1

1 2 3 4 5 6 7 8
  16 Ориентировоч­ная ширина ре­гулировочной обмотки (РО)     BРО   м [3, При­мечание 2]  
17 Расстояние между фазами BMF м [3,таб­л. 8,9]
  18 Расстояние от обмотки до верхнего ярма ––– DELBJA м   [3,таб­л. 8,9]
  19 Расстояние от обмотки до нижнего ярма   ––– DELNJA м [3,таб­л. 8,9]
  20 Электрическая удельная проводимость провода     SIGMA См/м   [3,таб­л. 14]
  21 Плотность материала провода     GAMMA кг/м3   [3,таб­л. 14]
    22 Коэффициент увеличения радиального размера обмотки         AKU     ––– [3, При­мечание 3]     1,05     1,05
  23 Цена обмоточного провода     СО   р/кг [3, При­мечание 3]      
    24 Коэффициент, учитывающий стоимость изоляционных материалов         AKO     –––   [3, При­мечание 5]     2,2     1,81
25 Диаметр стержня DS(1)     м [3, ф. (3) и табл. 20] 0,32   0,32    
26 _____,,_____               DS(2)     м [3, ф. (3) и табл. 20] 0,34   0,34    

Продолжение табл. 1.1

1 2 3 4 5 6 7 8
27   Диаметр стержня DS(3)     м [3, ф. (3) и табл. 20] 0,36   0,36    
28 _____,,_____ DS(4)     м [3, ф. (3) и табл. 20] 0,38   0,38    
  29 Площадь поперечного сечения     SСТ(1) м2   [3,таб­л. 20] 0,0733 0,0733
  30   _____,,_____     SСТ(2) м2   [3,Таб­л. 20] 0,0829 0,0829
  31   _____,,_____     SСТ(3) м2   [3,таб­л. 20] 0,0910 0,0910
  32   _____,,_____     SСТ(4) м2   [3,таб­л. 20] 0,1020 0,1020
33 Высота ярма (ширина наибольшей пластины стержня)         HJA(1)   м   [3,таб­л. 20]   0,310   0,310
34 _____,,_____ HJA(2) м [3,таб­л. 20] 0,325 0,325
35 _____,,_____ HJA(3) м [3,таб­л. 20] 0,350 0,350
36 _____,,_____               HJA(4) м [3,таб­л. 20] 0,368 0,368
  37 Объем угла магнитопро­вода   VUG(1)     м3   [3, табл. 20]
  38   _____,,_____   VUG(2)     м3   [3, табл. 20]

 

Продолжение табл. 1.1

1 2 3 4 5 6 7 8
39 Объем угла магнитопро­вода   VUG(3)     м3   [3, табл. 20]
  40   _____,,_____   VUG(4)     м3   [3, табл. 20]
    41 Увеличение высоты об­мотки 1 за счет усиленных каналов     –––     ВК1     м     [3, § 6,7]     0     0
    42 Увеличение высоты об­мотки 2 за счет усиленных ка­налов, емкост­ных колец, до­полнительной витковой и ка­тушечной изо­ляции     –––     ВК2     м     [3, § 6,7]        
  43 Ширина раз­рыва в регули­ровочной зоне обмотки 2     BR   м   [3, § 6,7]   0   0
    44  Ключ, указы­вающий, нужно ли рассчиты­вать магнитное поле рассеяния     –––     RP     –––     задание     1     1

 

 

2. Результаты предварительного расчета на ЭВМ

Из сводной таблицы данных, содержащей 24 варианта предваритель­ного расчета, был выбран наиболее оптимальный вариант, который имеет удовлетворительные значения потерь тока холостого тока и является наибо­лее экономичным. Данные выбранного варианта представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Результаты предварительного расчета трансформатора на ЭВМ

№

п/п

Наименование

Обозначе­ние в пособии

Идентифика­тор в программе  для ЭВМ

Единицы измерения

 

Числовое значение
  Алюминий   Медь
1 Диаметр стержня DO м 0,32 0,32
2 Индукция B Тл 1,60 1,60
3 ЭДС на виток EO В 24,86 24,86
4 Высота обмотки H м 1,615 1,615
5 Плотность тока J AJ А/мм2 1,547 3,000
6 Потери короткого замыкания PK кВт 33,98 33,98
7 Потери холостого хода PO кВт 7,131 7,131
8 Ток холостого тока AIO % 0,45 0,45
  9 Напряжение короткого замыкания     UK   %   7,703   7,703
10 Тип обмотки НН – M – Непрерывная катушечная Непрерывная катушечная

 

Уточнение ЭДС на виток и индукции в стержне приведены в табл. 2.2.

 

Таблица 2.2

Уточнение ЭДС на виток и индукции в стержне

Расчетная формула и пример расчета Обозначе­ние Численное значение для алюминия Численное значение для меди Единицы измерения Источник
Число витков обмотки НН Число витков округляю до ближайшего целого числа  витка 322 322 – [3, ф. (7)]
Уточнение значения ЭДС на виток 24,845 24,845 В [3, ф. (5)]
Коэффициент заполнения сечения стержня сталью 0,955 0,955 – [3, § 16]
Индукция в стержне 1,599 1,599 Тл [3, ф. (6)]

 

Расчет обмоток трансформатора

Дата: 2019-05-28, просмотров: 284.

1234567Следующая ⇒
fb
inst
tw
vk
Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. © 2018 - 2025