Расчет основных электрических велечин

3.1.8 Радиальный  размер обмотки

3.1.9 Внутренний  диаметр обмотки 

3.1.10 Наружный  диаметр обмотки 

3.1.11 Двухслойная обмотка с каналом между слоями шириной не более (4 5)мм имеет 4 охлаждаемые поверхности

3.1.12 Плотность  теплового потока на поверхности  обмотки 

Условие выполняется        <  (800 1000) (стр. 229)

3.1.13 Масса  металла обмотки 

По табл. 5.5  G₀₁=79 кг

3.2 Расчет обмотки  ВН

3.2.1 Число  витков при номинальном напряжении 

3.2.2 Число  витков на одной ступени регулирования 

3.2.3 Предварительная  плотность тока 

3.2.4  Предварительное  сечение витка 

По таблице 5.8  выбираем  цилиндрическую многослойную обмотку из круглого провода.

По таблице  5.1 подбираем провод сечением   П₂"=2,015  мм², диаметрами

d =1,6 мм, d ’=1,9  мм

3.2.5 Полное  сечение витка 

3.2.6 Плотность тока

3.2.7 Число  витков в слое 

3.2.8 Число  слоев в обмотке 

3.2.9 Рабочее  напряжение двух слоев (6.40)

По рабочему напряжению двух слоев (таблица 4.7) выбираем междуслойную изоляцию,  материалом которой является кабельная бумага толщиной и лакоткань. Число слоев бумаги-5. Выступ межслойной изоляции на торцах в одну сторону — 16 мм.

3.2.10 Радиальный размер обмотки с одной катушкой без экрана

Так как  , то под внутренним слоем обмотки устанавливается металлический экран толщиной   .

3.2.11   Радиальный  размер обмотки с двумя катушками с экраном

Для рабочего напряжения 35 кВ  увеличивается на 3 мм за счет экрана и двух слоев междуслойной изоляции.

3.2.12  Внутренний  диаметр обмотки

3.2.13 Наружный  диаметр обмотки 

 

3.2.14  Полная  охлаждающая поверхность 

3.2.15  Средний  диаметр обмотки

3.2.16  Плотность  теплового потока на поверхности  обмотки

3.2.17  Масса  металла обмотки

По табл. 5.4 G₀₂=127,47, кг 
4.  Определение параметров короткого замыкания

4.1 Потери короткого  замыкания

4.1.1  Основные  потери

4.1.2  Добавочные  потери в обмотке НН

4.1.3  Добавочные  потери в обмотке ВН

4.1.4  Длина  отводов

4.1.5  Масса  отводов НН

 

  где =8900 кг/м³ - плотность.

4.1.6 Потери  в отводах НН

4.1.7   Масса отводов ВН

4.1.8  Потери  в отводах ВН

4.1.9 Потери  в стенках бака и других  элементах конструкции где k=0,015 (таблица 7.1).

4.1.10 Полные  потери при коротком замыкании

   

4.2 Расчет напряжения короткого замыкания

4.2.1    Активная составляющая U_K3

4.2.2    Реактивная составляющая U_K3

4.2.3    Напряжение КЗ

4.2.4    Установившийся ток КЗ на обмотке  ВН

где S_K=2500 (таблица 7.2).

4.2.5    Мгновенное максимальное значение  тока КЗ (таблица 7.3)

4.3 Определение  механических сил в обмотках  и нагрева обмоток при коротком  замыкании

4.3.1    Радиальная сила

 

 

4.3.2 Среднее  сжимающее напряжение в проводе  обмотки НН 

4.3.3    Средние растягивающие напряжения в обмотке ВН

4.3.4    Осевые силы в обмотках 

4.3.5 Максимальные  сжимающие силы в обмотках

Осевые силы действуют  на обе обмотки. Наибольшая осевая сила возникает в середине высот обмоток  ВН.

4.3.6     Напряжения сжатия на межвитковых  прокладках

4.4 Температура обмоток через 5 с. После возникновения КЗ

 

 

5. Расчет  магнитной системы

5.1 Расчет размеров  магнитной системы и массы  стали

Принята конструкция  трехфазной  плоской шихтованной  магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной, текстурованной стали марки 3404 толщиной 0,35 мм. Стержни магнитной системы прессуются расклиниванием с обмоткой. Размеры пакетов выбраны по таблице 8.3 для стержня диаметром 0,18 м без прессующей пластины.

 

         Таблица 5.1

№ пакета	Стержень, мм	Ярмо, мм
1	175*21	175*21
2	155*25	155*25
3	135*13	135*13
4	120*8	120*8
5	95*9	95*21
6	65*8	-

 

5.1.1    Площадь ступенчатой  фигуры сечения стержня, ярма  (табл. 8.6)

5.1.2   Объем  угла магнитной системы  (табл. 8.7)

5.1.3   Активное  сечение стержня

5.1.4   Активное  сечение ярма

 

5.1.5   Длина  стержня  магнитной системы  

5.1.6 Расстояние между осями соседних стержней

где - расстояние между обмотками соседних стержней (таблица 4.5).

5.1.7   Масса  стали угла магнитной системы

5.1.8   Масса  стали ярм

5.1.9   Полная  масса стали стержня

5.1.10   Полная  масса стали плоской магнитной  системы   

 
6. Расчет  параметров холостого хода

6.1 Расчет потерь холостого хода

6.1.1   Магнитная индукция в стержнях плоской шихтованной магнитной системы

6.1.2 Магнитная индукция в ярмах плоской шихтованной магнитной системы

6.1.3 Индукция на косом  стыке

Площади сечения немагнитных  зазоров на прямом стыке среднего стержня равны соответственно активным сечениям стержня и ярма.

 

6.1.4 Удельные  потери для стали стержней, ярм  и стыков (таблица 8.10):

На основании  § 8.2 и таблицы 8.12 принимаем коэффициенты:

6.1.5   Потери холостого хода

6.2 Расчет тока  холостого хода

6.2.1По таблице  8.17 находим удельные намагничивающие  мощности:

На основании  § 8.3 и таблицам 8.12 и 8.21 принимаем  коэффициенты:

6.2.2 Намагничивающая мощность  холостого хода 

 

6.2.3Ток холостого хода

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2.4 Активная  составляющая тока XX

6.2.5 Реактивная  составляющая тока XX

 

 

 

 

 

7. Тепловой расчет и расчет  системы охлаждения

 

7.1 Поверочный  расчет обмоток

7.1.1   Внутренний  перепад температуры обмоток  НН 

где =0,17 - теплопроводность бумажной, пропитанной маслом, изоляции провода (табл. 9.1).

7.1.2    Внутренний перепад температуры  обмоток ВН 

7.1.3    Перепад температуры на поверхности  обмотки НН

7.1.4    Перепад температуры на поверхности  обмотки ВН

 

7.1.5    Полный средний  перепад температуры  от обмотки  к маслу:

7.1.5.1  Обмотки  НН

2. Обмотки ВН

7.2 Расчет системы  охлаждения 7

1. Определение габаритных размеров трансформатора.

По таблице 9.4 в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию бака со стенками в виде волн.

Изоляционные  расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака. До окончательной разработки конструкции внешние габариты прессующих балок принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.

 

Изоляционные  расстояния( по табл. 4.11, 4.12)

S₁=90 мм

S₂=40 мм

S₃⁼25 мм

S₄⁼20 мм

d₁=20 мм

d₂=20 мм

7.2.2 Минимальная  ширина бака 

Принимаем В=0,6  м

7.2.3 Минимальная длина бака

Принимаем А=1,280, м

7.2.4 Высота  активной части 

 Принимаем  расстояние от верхнего ярма  до крышки бака по таблице 9.5

7.2.5     Глубина бака 

7.3 Допустимое превышение температуры обмоток и масла над                                                                                                                         температурой воздуха

7.3.1 Допустимое превышение средней  температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки НН

Найденное среднее  превышение может быть допущено, т.к. превышение температуры масла в этом случае будет:

 

 

 7.3.2 Среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха

Принимая  предварительный перепад температуры  на внутренней поверхности стенки бака и запас 2 °С, находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха

7.3.3 Основные размеры  стенок бака 

Бак со стенками в виде волн выполняется с боковой стенкой, выполненной из тонколистовой стали  толщиной (0,8 1)мм, выгнутой  в виде волн

7.3.4    Поверхность излучения стенки

7.3.5   Развернутая  длина волны