Проектирование силового трансформатора мощностью 630 кВА

L=43·11,1+31·4,5+10·4+8=664,8 мм – высота обмотки.

рис.4. Структура обмотки ВН.

4.10. Плотность теплового потока:

qВH==392,14 Вт/м2, меньше значения из графика 5.34 [1].

Между обмотками ВН и НН помещаем бумажно-бакелитовый цилиндр толщиной 3мм,

внутренним диаметром 137мм.

4.11. Масса алюминия (формула 7.7 [1]):

GВН=8,47·103·с·Dср·w·ПВН=8,47·103·3·331·763·20,8=133,5 кг, где

с – число стержней;

Dcp – средний диаметр обмотки;

4.12. Внутренний и внешний диаметры обмоток:

D2внутр= D1внутр +2·а12=0,268+2·0,009=0,286м;

D2внеш= D2внутр +2·ар=0,286+2·0,045=0,376 м.

4.13. Масса обмоток:

Go=GHH+GВН=91,1+133,5=224,6кг.

Алюминиевого провода потребовалось на 5,3кг меньше, чем было рассчитано в пункте 2.10.

5. Расчет параметров короткого замыкания

5.1. Потери КЗ:

На низкой стороне:

PоснНН=12,75·JHH·GHH=12,75·1,585·91,1=2920 Вт (при t0 обмоток 750С);

На высокой стороне:

PоснВН=12,75·JВH·GВH=12,75·1,602·133,5=4371 Вт.

5.2. Добавочные потери:

5.2.1. Добавочные коэффициенты:

На низкой стороне:

kд=1+0,037·10-4·β2·a4·n2 – коэффициент добавочных потерь, где

β=,

где b – осевой размер проводника,

l – осевой размер обмотки;

а – радиальный размер проводника;

n – число витков.

β== =0,95

kдНН=1+0,037·10-4·β2·a4·n2=1+0,037·10-4·0,952·0,54·462=1,0004

На высокой стороне:

β== =0,651,

где m – число проводников в радиальном направлении

kдВН=1+0,037·10-4·β2·a4·n2=1+0,037·10-4·0,6512·2,04·432=1,008

5.2.2. Потери в отводах:

На низкой стороне:

Длина провода при соединении в звезду:

lотв=7,5Lo=7,5·0,665=4,988м;

Масса отвода:

GотвНН=lотв·ПНН·γА=4,988·332,5·2700·10-6=4,478 кг;

Потери:

PотвНН=12,75·JНH2·GотвНН=12,75·1,5852·4,478=143,5 Вт.

На высокой стороне:

Длина провода при соединении в треугольник:

lотв=14·Lo=14·0,665=9,31м;

Масса отвода:

GотвВН=lотв·ПВН·γА=9,31·20,8·2700·10-6=0,523 кг;

Потери:

PотвВН=12,75·JВH2·GотвВН=12,75·1,6022·0,523=17,1 Вт.

5.2.3. Потери в стенках бака:

Pбак=10·k·S=10·0,015·630=94,5 Вт , где k по табл.7.1 [1].

5.3. Полные потери.

Pk=PоснНН·kдНН+PоснВН·kдВН+PотвНН+PотвВН+Pбак= =2920·1,0004+4371·1,008+143,5+17,1+94,5=7581 Вт.

Для номинального напряжения:

Pk=7581 – 0,05·PоснВН·kдВН=7581 – 0,05·4371·1,008=7361 Вт;

=2,24% - отклонение от заданного значения.

5.4. Напряжение короткого замыкания.

Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

ua=1.168%;

kp=1 – σ(1 – e-1/σ) – коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеализированного;

σ= ;

kp=1 – σ(1 – e-1/σ)= 1 – 0,042(1 – e-1/0,042)=0,958;

ар=а12+= 0,009+=0,035мм;

up/===4,938%

kq=1+=1+1,001;

Реактивная часть напряжения КЗ:

up=kq·up/=1,001·4,828=4.943%

Напряжение КЗ:

uk= = =5,079%

=1,6% - отклонение от заданного значения.

5.5. Определение механических сил в обмотках

Для трансформаторов мощностью менее 1,0 МВА действующее значение наибольшего установившегося тока КЗ:

IкуВН=656,291 А;

kmax= – по таблице 7.3 [1], коэффициент учитывающий максимально возможную апериодическую составляющую тока КЗ;

ikmax= =2,1·656,291=1378 А – ударный ток короткого замыкания;

Радиальная сила:

Fp=0,628·(ikmax·WBH)2·β·kp·10-6=0,628·(1378·727)2·1·0,958·10-6=80420 Н;

Напряжение сжатия:

На низкой стороне:

σsHH = МПа;

На высокой стороне:

σsВH = МПа;

от предельно допустимого значения 25МПа;

Осевые силы:

F/ос= Н;

F//ос= Н,

где l// - расстояние от стержня до стенки бака;

m - по рисунку 7.11 [1];

Сжимающие силы:

По рисунку 7.11 [1]:

Рис.5. Сжимающие силы в обмотке ВН.

FсжВН= F/ос - F//ос=20690 – 13230=7464 Н – на высокой стороне;

Рис.6. Сжимающие силы в обмотке НН.

FсжНН= F/ос + F//ос=20690 + 13230=33920 Н – на низкой стороне;

σсжНН=МПа, где

- средний диаметр обмотки НН;

а/ - радиальный размер алюминиевых лент (суммарный);

Обмотки после сборки прессуются силой, близкой к 34кН.

5.6. Температура обмоток спустя 5с после возникновения КЗ:

Θ===156 0С,

где J – средняя плотность тока.

Температура соответствует допустимой норме - 2000С.

6. Расчет магнитной системы

6.1. Полное сечение стержня:

Пфс=м2;

Активное сечение стержня:

Пс=k3Пфc=0,95·0,026=0,024м2;

6.2. Определение размеров кольца:

Рис.7. Полукольцо магнитопровода.

Длина стержня:

Lст=Lo+2lтех=0,665+2·0,03=0,725м,

где lтех – отступ необходимый для разъемного диска, который фиксирует два кольца при вращении (намотка стеклоленты, обмотки);

 Скачать реферат