Проектирование силового трансформатора мощностью 630 кВА

Материал магнитной системы – холоднокатаная анизотропная электротехническая сталь марки 3406, толщина листа 0,27мм. Изоляционное покрытие - нагревостойкое без лакировки. Индукция в стержне Вс = 1,6Тл (по табл.2.4 [1]). Коэффициент заполнения сталью kз=0,95 (по табл.2.2 [1]), коэффициент заполнения круга kкр=0,904 (стр.371 [1]).

Коэффициент заполнения круга сталью – kc=kкр ·kз=0,95 · 0,904=0

,859.

рис.1. Эскиз магнитопровода трансформатора.

2.3. Расчет основных коэффициентов.

ap=, где а12=0,009м (табл.1),

k=0,53 ·1,25 (табл. 3,3 [1]),

SI=210 кВА – мощность на один стержень,

ap=мм –

ширина приведенного канала рассеяния.

Kp=0,95 - коэффициент Роговского, приводит идеализированного поля рассеяния к реальному.

При анализе влияния коэффициента β на основные параметры трансформатора, было выявлено, что оптимальным, с точки зрения минимизации потерь, является значение β = 1,326. Значение всех коэффициентов и величин при β = 1,0, 1,326, 1,5, 1,8 приведены в таблице 3. Окончательное значение коэффициента было скорректировано так, чтобы диаметр стержня d=0,19м.

Таким образом, принимаем: β = 1,326.

x=

,

где f - частота сети;

400,246 кг, где а = 1,4 · 1,06 (по табл.3.4 [1]);

= 29,1 кг, где l0=0,03м (табл.1);

198,43 кг, где b=0,4·1,25 (по табл.3.5 [1]);

=10,736кг;

K0=1,2×10-2 - для алюминия (стр. 132 [1]);

264.769 кг,

где kд = 0,93 – коэффициент добавочных потерь (по табл.3.6 [1]);

41,811;

МПа;

2.4. Масса стержней:

Gc==406,494 кг;

2.5. Масса ярем:

Gя=257,56 кг;

2.6. Масса стали:

Gcт=Gc+Gя = 406,494+257,56=664,053 кг

2.7. Определим потери холостого хода (по пункту 8.2 [1]):

Активные потери в стали:

Pх=kпт·kпи·pс·Gст , где kпт= 1,06 – коэффициент, учитывающий технологические факторы;

kпи=1,33 – коэффициент, учитывающий искажение

формы кривой магнитного потока и индукции;

pc=1.080 Вт/кг – удельные потери в стали 3406 при индукции 1,6 Тл;

Pх=kпт·kпи·pс·Gст = 1,06·1,33·1,080·664,053=1011 Вт, что составляет примерно 78% от заданного значения (1011·100/1300 = 77,77%);

2.8. Полная намагничивающая мощность:

Qx=kтт·kти·qc·Gcт , где kтт=1,15 –коэффициент, учитывающий несовершенство

технологии и отжига;

kти=1,50 – коэффициент, учитывающий искажение

формы кривой магнитной индукции;

qc=1.560 ВА/кг – полная удельная намагничивающая

мощность в стали 3406 при индукции 1,6 Тл;

Qx=kтт·kти·qc·Gcт=1,15·1,50·1,560·664,053=1787 ВА;

2.9. Относительное значение тока холостого хода:

i0= 0,284%,

что составляет примерно 18,9% от заданного значения (0,284·100/1,5 = 18,933%);

i0a= 0,16% -

активная составляющая тока холостого хода.

2.10. Масса обмоток:

Gо= кг - масса металла обмоток;

Gпр=1,13·Go=1,13·229,93=259,82 кг - масса провода с изоляцией;

2.11. Плотность тока в обмотках:

J= 1.511 A/мм2, где k1=12,75 – для алюминия;

2.12. Растягивающее напряжение в проводе обмотки:

σ=М·х3=6,435·1,0733=7,952 МПа;

2.13. Диаметр стержня:

d=A·x=0,177·1,073=0,19 м;

2.14. Расстояние между стержнями:

С=a·A·x+a12+a22+b·A·x=1,484·0,177·1,073+0,009+0,01+0,5·0,177·1,073= =0,396 м;

2.15. Высота обмотки:

Lo= 0,668 м;

2.16. Сечение стержня:

Пс= =0,024 м2;

2.17. Сечение ярма:

Пя=Пс/2=0,012 м2;

2.18. Напряжение витка:

uv=4,44·f·Вс·Пс=4,44·50·1,6·0,024=8,644 В;

2.19. Относительная стоимость активных материалов:

Сакт=kос·Gпр+Gст=1,61·259,82+664,053=1082.

2.20. Сведем полученные значения в таблицу 3:

Таблица 3. Предварительный расчет трансформатора типа ТМВГ-630/6, с навитой пространственной магнитной системой и алюминиевыми обмотками.

 Скачать реферат