Электротехника \ Электротехника

Расчет и конструктивная разработка трансформатора ТМ-160/20 (потери короткого замыкания - 2650 Вт)

Страницы работы

29 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

максимальное рабочее напряжение 24,0 кВ, а испытательное напряжение частотой 50 Гц кВ.

Обмотка НН трансформатора рассчитана на класс напряжения до 1 кВ. Её максимальное рабочее напряжение 1,2 кВ, а испытательное напряжение частотой 50 Гц кВ.

2. Расчёт основных размеров трансформатора

2.1. Выбор материала и конструкции магнитной системы

Материал магнитопровода – рулонная холоднокатанная анизотропная электротехническая сталь марки 3404 ГОСТ 21427.1-83 с термостойким покрытием. Толщину стали примем 0,35 мм. Коэффициент заполнения стали при этой толщине . Наиболее подходящая схема шихтовки магнитопровода – схема с комбинированными стыками (рисунок 2.1). При её использовании потери и ток холостого хода несколько выше, чем в магнитопроводе с косыми стыками, но изготовление гораздо менее трудоёмко.

Положение 1 Положение 2

Рисунок 2.1. – Схема шихтовки магнитопровода

При номинальной мощности трансформатора кВ∙А стержень имеет следующие параметры:

- ориентировочный диаметр м;

- число ступеней – 6;

- коэффициент заполнения круга площадью ступенчатой фигуры ;

- рекомендуемая индукция Тл.

Так как диаметр м и м, сечение стержня не имеет охлаждающих каналов, а прессовка стержней осуществляется расклиниванием с внутренней обмоткой.

При этом способе прессовки значение следует уменьшить на , то есть .

Коэффициент заполнения сталью площади круга, описанного вокруг ступенчатой фигуры сечения стержня

2.2. Выбор материала и конструкции обмоток

Для обмоток масляных трансформаторов применяют медный или алюминиевый обмоточный провод марок ПБ и АПБ, изолированный лентами кабельной бумаги класса нагревостойкости А. В трансформаторах класса напряжений до 35 кВ применяют концентрические обмотки.

Тип обмоток ВН и НН выбираем по таблице 2.5 /1, с. 14-15/ в соответствии с номинальной мощностью, напряжением и током одного стержня.

Обмотки НН следует изготовить цилиндрическими двухслойными из провода прямоугольного сечения. Основные достоинства обмотки такого типа: простая технология изготовления, хорошее охлаждение. Основной недостаток – малая механическая прочность.

Обмотки ВН следует изготовить цилиндрическими многослойными из провода круглого сечения. Основные достоинства обмотки такого типа: простая технология изготовления. Недостаток – ухудшение теплоотдачи и уменьшение механической прочности с ростом мощности.

2.3 Определение размеров главной изоляции обмоток

Изоляцию находящихся под напряжением частей между собой и от заземленных частей трансформатора выполняют из твердых диэлектриков – электроизоляционного картона, кабельной бумаги, лакотканей, дерева и других материалов. В масляных трансформаторах части изоляционных промежутков, не занятые твердым диэлектриком, заполнены трансформаторным маслом.

Принимаем изоляционные расстояния для обмоток НН по таблице

2.6 /1, с.16/

(все размеры указаны на рисунке 2.2). Расстояние от обмотки до ярма мм. Расстояния от обмотки до стержня: мм (картон),

мм. Принимаем изоляционные расстояния для обмоток ВН по таблице 2.7/1, с.17/.

Расстояния от обмотки до ярма: мм, мм. Расстояния между обмотками ВН и НН: мм, мм. Выступ цилиндра мм. Расстояния между двумя соседними обмотками ВН: мм, мм.

Рисунок 2.2. Главные изоляционные размеры

2.4 Определение диаметра стержня и высоты обмоток

Ширина приведённого канала рассеяния

где - изоляционный промежуток между обмотками ВН и НН;

второе слагаемое – приведённый радиальный размер обмоток ВН и НН, мм,

, где - мощность трансформатора, приходящаяся на один стержень, кВ∙А;

- коэффициент, определяемый в зависимости от мощности, материала обмоток и напряжения обмотки ВН. По таблице 2.9/1, с.19/ принимаем .

мм;

мм.

Диаметр стержня предварительно

, где - отношение средней длины окружности канала между обмотками к высоте обмотки ;

- коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному;

Гц – частота сети;

По таблице 2.10/1, с.19/ принимаем .

м.

Отклонение от табличного значения .По шкале нормализованных диаметров выбираем м.

Определим коэффициент , соответствующий диаметру

Средний диаметр канала между обмотками предварительно, м,

, где - радиальный размер обмотки НН

, где коэффициент =1,1 для трансформаторов мощностью до 630 кВ∙А включительно.

мм;

м.

Высота обмоток предварительно

м.

Активное сечение стержня

м².

3 Расчёт обмоток НН и ВН

ЭДС одного витка

В.

Средняя плотность тока в обмотках

, где коэффициент для обмоток из алюминиевого провода;

- коэффициент, учитывающий добавочные потери. По таблице 3.1/1, с. 22/ .

Вт – потери короткого замыкания.

А/мм²;

Ориентировочное сечение витка каждой обмотки

;

мм²,

мм².

3.4 Расчёт обмотки НН

Число витков одной фазы обмотки НН

, где - номинальное фазное напряжение обмотки НН.

ЭДС одного витка

В.

Действительная индукция в стержне

Тл.

Дальнейший расчёт проводим как для двухслойной цилиндрической обмотки из провода прямоугольного сечения.

Число витков в одном слое двухслойной обмотки

Осевой размер витка

Здесь высота обмотки м.

мм.

По таблице 2.4/1, с. 12/ подбираем провода с учётом рассчитанных значений и . Выбираем провод со следующими параметрами: мм, мм, мм²; толщина изоляции на две стороны мм; . Размеры провода в изоляции мм, мм. Таким образом, можно записать маркировку провода: .

Провод наматывается на ребро.

Полное сечение витка из параллельных проводов

мм².

Реальная плотность тока в обмотке НН

А/мм².

Осевой размер витка

Здесь - высота одного проводника в изоляции. В данном случае

мм.

Осевой размер обмотки НН

м.

Радиальный размер обмотки

Здесь - действительный радиальный размер провода в одном слое; - минимальный размер вертикального охлаждающего канала между слоями. По таблице 3.4/1, с27/ принимаем мм.