Сделай Сам Свою Работу на 5

Выбор конструкции и определение размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток.





 

Подробная конструкция главной изоляции обмоток масляного трансформатора для класса напряжения 10 кВ и испытательного напряжения Uисп= 35 кВ изображена на Рисунке 2.

Рисунок 2 – Главная изоляция обмотки ВН (штриховыми линиями показаны возможные пути разряда, определяющие размеры lц)

 

На Рисунке 2 введены следующие обозначения: lц1 и lц2 – выступы цилиндров (из электроизоляционного картона) за высоту обмоток НН и ВН; – толщина шайб и подкладок из электроизоляционного картона, установленных при испытательном напряжении 55 кВ; , – толщина изолирующих цилиндров между обмоткой НН и стержнем и между обмотками НН и ВН; – толщина между фазовой перегородки (между обмотками ВН разных фаз) выполняют из электроизоляционного картона; а1 и а2 – радиальные размеры обмоток; а12 и а22 – допустимые изоляционные размеры между обмотками; а01 – расстояние от обмотки до изоляционной части.

Все вышеприведенные размеры выбираем, в зависимости от мощности трансформатора и испытательного напряжения. Сведём их в Таблицу 1.

 

Таблица 1. Минимальные изоляционные расстояния обмоток ВН и НН.

0,05 0,004 0,006 0,015 0,025 0,05 - 0,020 0,004 0,020 0,018 -

 



Однако расстояние от верхнего ярма l02`` принимают увеличенным против l02 на величину 0,045 м для трансформаторов с мощностью Sн = 1000…6300 кВА

А расстояние от нижнего ярма l02`, в этом случае принимаем равным

 

1.7 Выбор коэффициента и определение главных размеров трансформатора.

 

Значение выбираем исходя из полной мощности трансформатора, материала обмоток и значения напряжения высокой стороны. Принимаем =1,4.

После выбора коэффициента приступаем к определению ориентировочного значения диаметра стержня d, м.

, (7)

где Sн` - мощность обмоток одного стержня трансформатора, ВА;

с – число активных стержней, с = m = 3;

kр – коэффициент привидения идеального поля рассеяния к реальному

полю, принимаем kр = 0,95;

ар – ширина приведенного канала рассеяния трансформатора, м.

Согласно [1]

, (8)

где k – коэффициент, зависящий от мощности трансформатора,

 

напряжения ВН. Принимаем k = 0,00091·1,25 = 0,001.

Итак,

Ориентировочное значение диаметра стержня



Рассчитав диаметр стержня d = 0,257 м, округлим его до ближайшего нормализованного диаметра dн = 0,26 м и уточним н

Теперь определим главный размер трансформатора – средний диаметр канала между обмотками d12

d12 = dн + 2а01 + 2а1 + а12, (9)

где а01 – расстояние от обмотки до изоляционной части, м;

а1 – радиальный размер обмотки НН, м;

а12 – допустимые изоляционные размеры между обмотками, м.

 

где k1 – коэффициент, для трансформаторов мощностью S = 1600 кВА принимаем k1=1,4.

Высоту обмоток трансформатора l будем определять по формуле

(10)

 

2 Расчет обмоток трансформатора.

Выбор типа обмоток ВН и НН.

 

Выбор типа обмоток трансформатора производится с учетом эксплуатационных и производственных требований, предъявляемых к трансформаторам. Предварительно следует определить следующие величины.

ЭДС витка, В, согласно [1]

UВ = 4,44×f×BC×ПС (11)

где f – промышленная частота, f = 50 Гц;

ПС – площадь активного сечения стержня, м2.

ПС, в случае масляных трансформаторов, определяется по следующей формуле

(12)

где kЗ – коэффициент заполнения, kЗ = 0,96;

Пфс – площадь сечения фигуры стержня, принимаем равной

Исходя из номинального диаметра dн выбираем площадь фигуры ярма .

Итак,

 

Средняя плотность тока в обмотках определяется из условия получения заданных потерь короткого замыкания (для алюминия), А/м2

, (13)

 

где Рк – мощность короткого замыкания, Вт;

Sн – номинальная мощность, ВА;

kд – коэффициент, определяющий долю электрических потерь в обмотке от потерь короткого замыкания. Выбирается исходя из мощности трансформатора kд = 0,91.



Итак,

Во избежание грубых ошибок расчетное значение сравним с табличным ориентировочным, которое составляет А/м2.

Далее определяем площади сечения витков обмоток НН и ВН, м2.

Площадь сечения витков обмотки НН

Площадь сечения витков обмотки ВН

Исходя из выше представленных расчетов, выбираем тип обмоток. Для обмоток ВН и НН выбираем непрерывную катушечную обмотку.

 

Расчет обмотки НН .

 

 

Расчет начнём с определения высоты провода .

Рисунок 3 – Процесс намотки непрерывной катушечной обмотки

 

Далее находим предварительное полное число катушек nкат2 для случая, когда каналы выполнены между всеми катушками

, (14)

где l1 – высота обмотки, м;

hk1 – высота горизонтальных каналов, принимаем hk1 = 0,0055 м;

Рассчитаем

Примем nКАТ1 = 50.

Далее рассчитываем число витков Wн1, соответствующее номинальному напряжению Uф1

. (15)

Итак,

,

примем WH1 = 374 витков.

Определяем число витков в одной катушке

принимаем Wкат1 = 8.

Производим распределение витков по катушкам:

Получаем следующее распределение витков по катушкам:

 

38 катушек основных по 8 витков = 304;

10 катушек основных по 7 витков = 70;

Всего 48 катушек. W1 = 374 витка.

Далее уточняем площадь одного витка

, (16)

где П1 – площадь сечения 1 витка, м2;

,

Далее подбираем размеры провода в зависимости от площади сечения витка и по осевому размеру провода согласно сортаменту обмоточного провода. В соответствии с этим получаем , и . В данном случае, размер провода а не больше 3,8·10-3 , значит, принимаем количество параллельных проводов nпр1 = 1. По ГОСТу примем . Тогда уточним:

Далее определяем высоту обмотки с каналами между всеми катушками:

, (17)

где nкат1 – полное количество катушек после распределения (48 катушек);

– высота канала в местах разгона, принимаем

– коэффициент, учитывающий усадку прокладок ( )

– число разгонов катушек НН, принимаем

Рассчитаем

Длину обмотки принимаем

Определяем радиальный размер обмотки а1

, (18)

где a` – размер провода с изоляцией,

 

a` = a + 0,0005 = 3,8·10-3 + 0,0005 = 4,3·10-3 м;

WKAT1 – наибольшее число витков в основных катушках, WKAT1 = 8.

Итак,

a1 =4,3·10-3 ·1·8 = 0,034 (м).

Определяем плотность теплового потока для обмотки из алюминиевого провода по формуле:

, (19)

где Wкат – число витков в одной основной катушке;

k – коэффициент, принимаем k = 0,75;

kд1 – коэффициент увеличения основных электромагнитных потерь обмотки;

,

где n – число проводников обмотки в радиальном направлении, который равен

n = Wкат1·nпр = 8·1 = 8

а – радиальный размер одного провода, а = 3,8·10-3 м.

– коэффициент, характеризующий заполнение обмотки проводни-

ковым материалом;

Итак

kд1 = 1+3,7·106·82·(3,8·10-3)4·0,6192 = 1,019

Внутренний диаметр обмотки

Наружный диаметр обмотки

Средний диаметр витка обмотки

Марка провода АПБ – алюминиевый провод прямоугольного сечения.

Расчет обмотки ВН .

 

Расчет начнём с определения высоты провода с

Далее находим предварительное полное число катушек nкат2 для случая, когда каналы выполнены между всеми катушками

, (20)

где l2 – высота обмотки, l2 = l1, м;

hk2 – высота горизонтальных каналов, принимаем hk2 = 0,006 м;

Рассчитаем

Примем nКАТ2 = 48.

Далее рассчитываем число витков Wн2, соответствующее номинальному напряжению Uф2

. (21)

Итак,

,

примем WH2 = 343 витков.

Определяем число регулировочных витков Wp на одну ступень регулирования напряжения

WР = 0,025×WН2 = 0,025×343 = 8,575

 

примем WР = 9 витка.

Выбираем число регулировочных катушек nрег = 12.

Находим число основных катушек по формуле

nОСН2 = nКАТ2 – nРЕГ = 48 – 12 = 36 катушек.

Определяем количество витков в основных катушках

WОСН2 = WН2 – 2×WР = 343 – 2×9 = 325 витка.

Определяем число витков в одной катушке

принимаем Wкат2 = 9.

Производим распределение витков по катушкам:

Получаем следующее распределение витков по катушкам:

35 катушек основных по 9 витков = 315;

1 катушек основных по 10 витков = 10;

12 катушек регулировочных по 3 витков = 36.

Всего 48 катушек. W2 = 361 витка.

Далее находим площадь одного витка

, (22)

где П2 – площадь сечения 1 витка, м2;

- плотность тока, А/м2;

,

где - плотность тока, А/м2 , (А/м2).

Итак,

D2 = 2×1,844×106 – 1,942×106 = 1,746×106 (А/м2);

Далее подбираем размеры провода в зависимости от площади сечения витка и по осевому размеру провода согласно сортаменту обмоточного провода. В данном случае, размер провода а > 3,8·10-3 , значит, принимаем количество параллельных проводов nпр2 = 2.. Тогда:

По ГОСТу примем , , и . Уточним площадь сечения витка и плотность тока:

Далее определяем высоту обмотки с каналами между всеми катушками:

, (23)

где nкат – полное количество катушек после распределения (48 катушек);

hkp – высота канала в месте разрыва обмотки, принимаем h = 0,0012

– коэффициент, учитывающий усадку прокладок ( )

Рассчитаем:

Длину обмотки принимаем

Определяем радиальный размер обмотки а2:

, (24)

где a` – размер провода с изоляцией,

a` = a + 0,0005 = 2,26·10-3 + 0,0005 = 2,76·10-3 м;

WKAT2 – наибольшее число витков в основных катушках, WKAT2 = 10.

Итак,

a2 =2,76·10-3 ·2·10 = 0,055 (м).

Определяем плотность теплового потока для обмотки из алюминиевого провода:

, (25)

где Wкат – число витков в одной основной катушке;

k – коэффициент, принимаем k = 0,75;

kд2 – коэффициент увеличения основных электромагнитных потерь

 

обмотки;

,

где n – число проводников обмотки в радиальном направлении, который равен

n = Wкат2·nпр = 10·2 = 20

а – радиальный размер одного провода, .

– коэффициент, характеризующий заполнение обмотки проводни-

ковым материалом;

Итак

kд2 = 1+3,7·106·202·(2,26·10-3)4·0,6192 = 1,015

Внутренний диаметр обмотки

Наружный диаметр обмотки

Средний диаметр витка обмотки

Марка провода АПБ – алюминиевый провод прямоугольного сечения.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.