Курсовая работа (т): Расчет трехфазного трансформатора
,
(см).
Наружный диаметр обмотки,
,
(см).
Поверхность охлаждения обмотки НН,
,
(м2).
Расчет обмотки высокого напряжения
В масляных трансформаторах мощностью от 25 до 200000 кВА
предусмотрено выполнение в обмотке ВН четырех ответвлений на +5%, +2,5%, -
2,5%, - 5% номинального напряжения помимо основного зажима с номинальным напряжением.
Рисунок 4 - Схема регулирования напряжения
Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении,
,
, принимаем w2 =2848.
Число витков для одной ступени регулирования напряжения,
, 
, принимаем wр =71.
Число витков обмотки на ответвлениях:
- верхние ступени напряжения - 
;
- 
;
- при номинальном напряжении - 
;
- нижние ступени напряжения - 
;
.
Предварительная плотность тока в обмотке ВН,
.
(А/мм2).
Предварительное сечение витка обмотки ВН,
,
, (мм2)
По предварительному сечению витка из сортамента круглого обмоточного провода для трансформаторов подбираем провод подходящего сечения.
Записываем размер подобранного провода:
.
Уточненная плотность тока обмотки ВН, применяемая в дальнейших
расчетах,
,
(А/мм2).
Число витков в слое,
,
, принимаем wсл2 =331.
Число слоев в обмотке,
,
, принимаем nсл2 = 9.
Рабочее напряжение двух соседних слоев,
.
(В).
Толщина изоляции между двумя слоями (см. рисунок 3) δм. сл = 0,84 мм.
Радиальный размер обмотки ВН с экраном,
(см).
Внутренний диаметр обмотки,
,
(см).
Наружный диаметр обмотки,
,
(см).
Поверхность охлаждения обмотки ВН,
,
(м2).
Определения потерь короткого замыкания
Масса алюминия обмотки НН и ВН,
,
(кг).
(кг).
Коэффициент добавочных потерь зависит от геометрических размеров
проводников обмотки и их расположения по отношению к полю рассеяния
трансформатора и определяется для каждой обмотки:
где n - число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном к направлению потока рассеяния;
m - число проводников обмотки в направлении, параллельном потоку рассеяния;
l - общий размер обмотки (высота) в направлении потока рассеяния;
d - диаметр круглого провода.
Обмотка НН:
,
.
Обмотка ВН:
, 
.
Электрические потери в обмотке НН и ВН с учетом добавочных потерь,
, 
(Вт).
(Вт)
Плотность теплового потока обмоток НН и ВН,
,
(Вт/м2),
(Вт/м2).
Расчет электрических потерь в отводах сводится к определению длинны проводников и массы металла в отводах.
Длина проводов отводов определяется по формулам:
(см),
(см).
Масса алюминия отвода НН и ВН,
,
(кг),
(кг).
Потери в отводах обмотки НН и ВН,
,
(Вт),
(Вт).
Потери в стенках бака и других стальных деталях:
,
(Вт).
Полные потери короткого замыкания,
,
(Вт).
Напряжение короткого замыкания
Активная составляющая напряжения короткого замыкания,
, 
(%).
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания,
.
Напряжение короткого замыкания трансформатора,
, 
(%)
Отклонение вычисленного Uk от заданного не должно превышать 5%.
Определение механических сил в обмотках
Установившийся ток короткого замыкания в обмотке НН и ВН,
, 
(А),
(А).
Мгновенное максимальное значение ударного тока короткого замыкания
обмотки НН и ВН,
,
где kм - коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую
тока короткого замыкания:
(А).
Радиальная сила, действующая на обмотки НН и ВН,
(Н),
(Н).
Рисунок 6 - Действие радиальных сил на катушки обмоток
Напряжение сжатия от радиальной силы во внутренней обмотке НН
МПа,
МПа ≤
МПа
Осевые силы,
,
(Н),
(Н).
Эта осевая сила является суммой элементарных осевых сил,
приложенных к отдельным проводникам обмотки и направленных вниз в верхней
половине и вверх в нижней половине каждой обмотки. Максимальное значение силы
достигается на середине обмотки.
Рисунок 7 - Схема распределения сжимающих осевых сил
Напряжение сжатия на опорных поверхностях,
,
(МПа),
(МПа).
Конечная температура обмотки после возникновения короткого
замыкания:
,
°C.
Время достижения 200°С для алюминиевой обмотки:
(сек).
Список использованных источников
1. Расчет и конструирование трансформаторов. Под редакцией Н.С. Сиунова. Свердловск 1979 год.70 с.
2. Расчет трехфазного масляного двухобмоточного трансформатора. Часть 1. В.Ф. Григорьев. УрГУПС 2001 г.59 с.