МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ

Кафедра електромеханіки

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсового проекту на тему:

Трансформатор силовий трифазний потужністю740 кВА

Студент групи ЕТ – 661_/ Безкоровайний В.С. /

Керівник проекту/ Захарчук О.С. /

2010 р.

Завдання на курсовий проект

1. Студент. Безкоровайний Володимир Сергійович

2. Группа. ЕТ-661

3. Тема проекту. Трансформатор силовий трифазний потужністю Error: Reference source not found кВА.

Спец. завдання:

4. Початкові данні до проекту.

Номінальна частота мережі..............................0,00850	50	Гц.
Номінальна лінійна напруга обмотки ВН.........06000	6000	В.
Номінальна лінійна напруга обмотки НН.........0,018400	400	В.
Напруга короткого замикання , ..................0,055,6	5,6	%.

Втрати короткого замикання, .......................0,0158900

8900

Вт.

Втрати холостого ходу, ..............................14801480

1480

Вт.

Струм холостого ходу, ................................1,761,76

1,76

%.

Число фаз, ,…………………………………..33

3

.

З'єднання обмоток: У/У0 – 0; ДСТ 11920 – 85.

5. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (основні питання)-

згідно календарного плану.

6. Перелік графічного матеріалу (із зазначенням обов`язкових креслень). 1. Складальне креслення трансформатора (2хА1). 2. Остов (А1)

3. Установка обмоток (А1).

7. Консультанти до проекту

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка містить ____ стор., ____ рис., ____ табл.,

_____ бібл. найм.

ТРАНСФОМАТОР, МАГНИТОПРОВОД, ОБМОТКА НН, ОБМОТКА ВН, ПАРАМЕТРИ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ, МАГНІТНА СИСТЕМА, ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК.

Розроблено силовий трифазний трансформатор.

Визначено основні електричні величини і коефіцієнти трансформатора.

Зроблено розрахунок обмоток НН і ВН, та розраховано параметри короткого замикання трансформатора.

Зроблено розрахунок магнітної системи трансформатора зменшених розмірів, ніж у базового, а також тепловий розрахунок трансформатора.

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ПРОЕКТУ

1.1 Огляд конструкцій трифазних силових трансформаторів

1.2 Обгрунтування проекту

2. ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ НА РОЗРОБКУ ТРАНСФОРМАТОРА

2.1 Найменування розробки

2.2 Мета виконання розробки і призначення виробу

2.3 Технічні вимоги

3. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ ВЕЛИЧИН

3.1 Визначення лінійних і фазних струмів і напруг обмоток ВН і НН

3.2 Попередній розрахунок основних параметрів трансформатора і вибір коефіцієнта .

3.3 Розрахунок обмоток НН і ВН

3.4 Визначення параметрів короткого замикання

3.5 Розрахунок магнітної системи

3.6 Висновки по третьому розділу

4. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ТРАНСФОРМАТОРА

4.1 Тепловий розрахунок обмоток

4.2 Вибір основних розмірів бака

4.3 Розрахунок перевищення температури масла і обмоток над температурою навколишнього середовища

4.4 Висновки по четвертому розділу

5. РОЗРАХУНОК МАСИ ТРАНСФОРМАТОРА

5.1 Висновки по п'ятому розділу

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Додатки

ВСТУП

Метою курсового проекту є розробка двообмоточного трифазного силового трансформатора потужністю Error: Reference source not found кВА. Однією з головних вимог, що пред'являються до знов проектованих трансформаторів, є зменшення метало- і матеріаломісткості, а також габаритів конструкції. Одним з шляхів досягнення цієї мети є перехід на менші діаметри стрижнів магнітних систем трансформаторів. При цьому істотно зменшуються маса стали магнітної системи, втрати і струм холостого ходу, але збільшується маса проводу обмоток і вартість активної частини трансформатора при збереженні значення втрат короткого замикання. Збільшення маси проводу обмоток компенсується істотно великим зменшенням маси стали магнітної системи.

Спроектований трансформатора має меншу металоємність і трудомісткість при його виготовленні.

В процесі проектування трансформатора застосовувалися методи автоматизованого проектування електротехнічних установок (ЕТУ) і електромеханічних систем (ЕМС). При розробці використовувався пакет програм-розрахунків: електромагнітного, теплового і редагування пояснювальної записки для автоматизованого проектування електричних машин в курсових проектах. Пакет програм розроблений по методиках, викладених [1-3] . При цьому значно збільшилася продуктивність праці розробника в розрахунках і при оформленні пояснювальної записки. При розробці графічної частини дипломного проекту використовувався комп'ютерний комплект креслень-заготовок трансформатора, і графічний редактор ”Компас”, що дозволило значно зменшити трудомісткість виготовлення креслень.

1. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ПРОЕКТУ

1.1 Огляд конструкцій трифазних силових трансформаторів

Силові трансформатори залежно від потужності і напруги по високій стороні умовно діляться на вісім габаритів. До 35 кВ включно: 1 габарит – до 100 кВА; 2 – 160-1000 кВА; 3 – 1600-6300 кВА; 4 – 10000-32000 кВА. Від 35 кВ до 110 кВ: 5 габарит - 16000-32000кВА. Від 110кВ до 330кВ: 6 – 40000 – 80000 кВА; 7- 80000-200000 кВА. Від 330 кВ і вище: 8 габарит – понад 200000 кВА. За конструктивними ознаками, призначенням, потужністю і напругою їх ділять на типи. Кожен тип має позначення, що складається з букв і цифр. Букви указують на призначення і конструктивне виконання трансформатора, а цифри – потужність і напруга по високій стороні. Згідно ДСТ 9680-77 номінальні потужності трифазних силових трансформаторів відповідають ряду (кВА): 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 320, 400, 630, 1000, 1600, і т.д.

Основними частинами трансформаторів є: магнітна система, обмотки, перемикальний пристрій, вводи, відводи, ізоляція, бак, охолоджувачі, допоміжне обладнання і апаратура, захисні і контрольно-вимірювальні пристрої. Магнітні системи виготовляються з електротехнічної холоднокатаної анізотропної тонколистової сталі марок 3404, 3405, 3406, 3407 і 3408 по ГОСТ 21427.1-83. Обмотки трансформаторів бувають циліндровими, гвинтовими і котушковими. Найпоширеніші обмотки – безперервні котушкові. Регулятори напруги обмоток ВН діляться по ГОСТ 16110-82 на два види:

регулювання напруги перемиканням відгалужень обмотки без збудження (ПБВ) після відключення трансформатора від мережі;

регулювання напруги під пагрузкой (РПН) без відключення трансформатора від мережі.

Системи охолоджування трансформаторів виконуються: бак із стінками у вигляді хвиль (трансформатори потужністю 100-630 кВА); бак зі звареними охолоджуючими трубами (трансформатори потужністю до 1600 кВА); бак з навісними радіаторами з прямих труб (трансформатори потужністю до 6300 кВА) і гнутих труб (трансформатори потужністю від 2500 кВА і вище). Крім того, використовуються різні типи охолоджування, такі як природна циркуляція масла і повітря; примусова циркуляція повітря і природна циркуляція масла; примусова циркуляція масла і повітря.

1.2 Обгрунтування проекту

Метою курсового проекту є розробка двообмоточного трифазного трансформатора зменшених розмірів і маси для промислових розподільних мереж.

Застосування спроектованого трансформатора дозволить зменшити металоємність і трудомісткість при його виготовленні. Трансформатор виготовляється із застосуванням стандартних комплектуючих деталей, вузлів і механізмів, що також позитивно позначається на його виготовленні і обслуговуванні.

2. ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ НА РОЗРОБКУ ТРАНСФОРМАТОРА

2.1 Найменування розробки

Трансформатор двообмоточний трифазний силовою потужністю Error: Reference source not found кВА для промислових розподільних мереж 6,06,0Error: Reference source not found/0,400,40Error: Reference source not found кВ.

2.2 Мета виконання розробки і призначення виробу

Проектування силового трифазного трансформатора зменшених розмірів і маси без зміни технічних характеристик для промислових розподільних мереж Error: Reference source not found/Error: Reference source not found кВ.

2.3 Технічні вимоги

Вимоги за призначенням

Основні номінальні параметри трансформатора (ГОСТ 11920-85).

Число фаз – 3.

Потужність - Error: Reference source not found кВА.

Частота – Error: Reference source not found Гц.

Напруга ВН – Error: Reference source not found В.

Напруга НН – Error: Reference source not found В.

Напруга КЗ (% від номінальної ) – Error: Reference source not found %.

Струм ХХ (% від номінальної ) – Error: Reference source not found %.

Втрати ХХ – Error: Reference source not found Вт.

Втрати КЗ – Error: Reference source not found Вт.

З'єднання обмоток У/У0 – 0.

Число ступенів регулювання напруги: 5.

Граничні відхилення від номінальних значень параметрів по ГОСТ 183-74.

Технічні вимоги по 2.3.1.2.5, 2.3.1.2.6, 2.3.1.2.7, 2.3.1.2.8 можуть уточнюватися за за результатами випробувань дослідних зразків.

Вимоги по надійності

Середній термін служби до списання трансформатора 25 років.

При перевірці показників надійності в процесі розробки, виготовлення і експлуатації трансформатора прийнятє середнє напрацювання в рік – 8000 годин.

Трансформатор повинен бути ремонтопридатний.

Вимоги по експлуатації.

Характер навантаження - тривалий.

Допустиме перевантаження кожної з обмоток по струму – не більше 5% на відгалуження.

Допустиме перевищення напруги понад номінальну:

тривало на 5% при навантаженні не більше номінальної;

тривало на 10% при навантаженні не більше 0,25 номінальної;

короткочасно (до 6 годин у добу) на 10% при навантаженні не більше номінальної.

Визначення тривалості систематичних перевантажень згідно ГОСТ 14209-69.

Показники масла по ГОСТ 10121-76:

пробивна напруга – не менше 35 кВ;

температура спалаху – 135 ;

тангенс кута діелектричних втрат при 90 – 0,5.

Максимальна температура верхніх шарів масла – 65 .

Номінальні значення кліматичних факторів - по ГОСТ 15543-70.

Конструктивні вимоги

Опір ізоляції обмоток, приведений до 75

Обмотка ВН – 120 МОм.

Обмотка НН – 80 МОм.

Система охолоджування: природна циркуляція масла і природне охолоджування повітрям.

3. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ ВЕЛИЧИН

3.1 Визначення лінійних і фазних значень струму і напруги обмоток

високої і низької напруг

Потужність однієї фази трансформатора

=Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=246,7246,7Error: Reference source not found кВА.

Номінальний (лінійний) струм обмоток ВН і НН:

а) =Error: Reference source not found∙103/(1,73∙Error: Reference source not found)=71,371,3Error: Reference source not found А;

б) =Error: Reference source not found∙103/(1,73∙Error: Reference source not found)=1069,41069,4Error: Reference source not found А.

Фазні струми для схеми з'єднань У/-0 (1-й варіант):

обмотки ВН

==Error: Reference source not found=71,371,3Error: Reference source not found A;

обмотки НН

б)=Error: Reference source not found А.

Фазні струми для схеми з'єднань У/Д-11 (2-й варіант):

обмотки ВН

==Error: Reference source not found=71,371,3Error: Reference source not found A;

обмотки НН

б)=Error: Reference source not found/1,73=618,2618,2Error: Reference source not found А.

Згідно завданню схема з'єднання обмоток У/У0-0, отже приймаємо (1 варіант) =1069,4 А.

Фазні напруги обмоток ВН і НН одного стрижня для схеми з'єднань Y/Y0 (1 варіант):

а)=Error: Reference source not found/1,73=34683468Error: Reference source not found В;

б) =Error: Reference source not found/1,73=231400Error: Reference source not found В.

Фазні напруги обмоток ВН і НН одного стрижня для схеми з'єднань У/Д-11 (2 варіант):

а)=Error: Reference source not found/1,73=34683468Error: Reference source not found В;

б)=Error: Reference source not found=400400Error: Reference source not found В.

Згідно завданню схема з'єднання обмоток У/У0-0, отже приймаємо 1 варіант =231 В.

Іспитова напруга обмоток трансформатора згідно ГОСТ 1516.1-76, табл. 4.1 [1], 7а [2],: для обмотки НН (=Error: Reference source not found В)

=5 кВ.для обмотки ВН (=Error: Reference source not found В)

=25 кВ.

Складові напруги короткого замикання:

а) Активна складова напруги короткого замикання

=Error: Reference source not found/(10∙Error: Reference source not found)=1,2031,203Error: Reference source not found %;

б) Реактивна складова напруги короткого замикання попередньо

(Error: Reference source not found2-Error: Reference source not found2)0,5=5,475,47Error: Reference source not found %.

3.2 Попередній розрахунок основних параметрів трансформатора і

вибір коефіцієнта

Вибір типа магнитної системи

Вибираємо трифазну стрижневу шихтовану магнітну систему з косими стиками на крайніх стрижнях і прямими стиками на середньому стрижні, згідно п. 3 [1] рис. А.1.

Вибір марки і товщини листів сталі

Матеріал магнітної системи – холоднокатана сталь марки 3404 товщиною 0,35 мм.

Остов трансформатора показаний на рис. А.2.

Пресування стрижнів бандажами зі склострічки (рис. А.3) і ярем сталевими балками (рис. А.4).

Магнітна система з обмотками приведена на рис. А.5. Головна ізоляція обмоток високої напруги і низької напруги приведена на рис. А.6.

Попередній вибір типу обмоток

По способу розташування на стрижні вибираємо обмотки концентричні. Обмотка НН розташовується усередині, а обмотка ВН – зовні (рис. А.5). При розташуванні обмотки ВН зовні спрощується вивід від неї відгалуження для регулювання напруги, а також зменшуються розміри внутрішніх ізоляційних каналів між внутрішню обмоткою і стрижнем.

Визначення ізоляційних проміжків (рис. А.5 и А.6)

Визначення ізоляційних проміжків по табл. 4.4, 4.5 [1], табл. 8, 9 [2], приведено в табл. 3.1.

Таблиця 3.1. Мінімальні ізоляційні відстані обмотки ВН з урахуванням конструктивних вимог

Найменування ізоляційної відстані	Чисельне значення	ДЖерело
Між обмоткою ВН і обмоткою НН,,м.00,02	0,02	табл. 4.5,[1]
Між обмотками ВН на сусідніх стрижнях, , м0,0180,018	0,018	табл. 4.5,[1]
Обмотки ВН від ярма, , м0,050,05	0,05	табл. 4.5,[1]
Обмотки НН від стрижня,, м0,0150,015	0,015	табл. 4.4,[1]

Мінімальна ізоляційна відстань від обмотки ВН до верхнього ярма за наявності пресуючих кілець (див. примітку 2 до табл. 4.5 [1], табл. 9 [2]; розділ.7.3 і 8.1 [1]) приймаємо збільшеним проти даних табл.4.5 [1], табл. 9 [2] для трансформаторів 1000 - 6300 кВА на 45 мм; для двообмоточних трансформаторів 10000 – 63000 кВА на 60 мм. Пресуючі кільця відсутні.

Отже, мінімальну ізоляційну відстань від обмотки ВН до верхнього ярма для трансформатора =Error: Reference source not found кВА збільшуємо на

=0 мм. для розміщення пресуючих кілець, таким чином,

= Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=0,050,05Error: Reference source not found м.

Відстань від нижнього ярма до обмотки ВН приймається згідно табл. 4.5 [1], табл. 9 [2] (див. табл. 3.1)

=0,050,05Error: Reference source not found м.

Тоді середнє значення

=(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)/2=0,0500,050Error: Reference source not found м.

Визначаємо коефіцієнт по табл. 3.3 [1], табл. 6 [2]

=0,51

Для трансформатора з РПН коефіцієнт необхідно помножити на 1,1, з

регулюванням напруги без збудження на 1.

=1,0∙Error: Reference source not found= 0,51 0,51Error: Reference source not found.

Приведена ширина двох обмоток (3.28) [1], (9) [2],

=Error: Reference source not found∙(Error: Reference source not found)0,25∙0,01= 0,0202 0,0202Error: Reference source not found м,

де - потужність одного стрижня.

Приведений канал розсіювання, стор. 120 [1], стор. 10 [2],

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=0,04020,0402Error: Reference source not found м.

Попередній розрахунок трансформатора і вибір коефіцієнта .

При виконанні етапу попереднього (наближеного) розрахунку слід уявляти, що будуть основні дані і розміри, які, можливо, зажадають деякого, звичайно невеликикого, коректування при остаточному встановленні розахункових параметрів трансформатора відповідно заданим значенням. Це коректування може бути необхідним як для наближеного визначення приведеного каналу розсіювання , так і необхідності ураховувати при реальному розрахунку наявний сортамент , особливість вибраної конструкції обмоток і магнітної системи, нормалізований ряд діаметрів стрижнів.

Вибираємо індукцію в стрижні по табл. 2.4 [1], табл. 3 [2]

=1,62 Тл.

Вибираємо по табл. 2.5 [1], табл. 1 [2] у переризі стрижня число ступіней для потужності трансформатора =Error: Reference source not found кВА без пресуючої пластини =8

коефіцієнт заповнення кола по табл. 2.5 [1], табл. 1 [2] =0,929

Ізоляція пластин – нагрівостійке ізоляційне покриття, згідно табл. 2.2 [1], табл. 4 [2] =0,970,97Error: Reference source not found

Коефіцієнт заповнення сталлю

Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=0,9010,901Error: Reference source not found.

Орієнтований (приблизний) діаметр стрижня із табл. 2.5 [1], табл. 1 [2] =0,22 м. Ярмо багатоступінчасте, число ступенів в перерізі ярма менше числа ступенів в стрижні на один (=0,08-0,180 м); два (=0,190-0,390 м); три (=0,400-0,600 м) і далі на 4-5.

Приймаємо для =0,22 м, =6

коефіцієнт підсилення ярма, згідно табл. 8.7 [1] =1,151,15Error: Reference source not found.

Індукція в ярмі

=Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=1,411,41Error: Reference source not found Тл.

Число зазорів у магнітній системі на косому стику =4

на прямому =3

Індукція в зазорі на прямому стику =1,621,62Error: Reference source not found Тл,

на косому стику =1,151,15Error: Reference source not found Тл.

Питомі втрати сталі, згідно табл. 8.10 [1]:

а) у стрижні =Error: Reference source not found Тл, =1,353 Вт/кг

б) у ярмі =Error: Reference source not found Тл, =0,947 Вт/кг.

Питома потужність, що намагнічує, згідно табл. 8.17 [1]

а) у стрижні =Error: Reference source not found Тл, =1,958 В∙А/м2;

б) у ярмі =Error: Reference source not found, =1,087 В∙А/м2;

г) на прямому стику =Error: Reference source not found Тл, =25100 В∙А/м2;

в) на косому стику =Error: Reference source not found Тл, =3250 В∙А/м2.

Коефіцієнт, що враховує відношення основних втрат в обмотках до втрат короткого замикання, згідно табл. 3.6 [1], =0,93

Постійні коефіцієнти для мідних обмоток:

а) відношення середнього діаметра витка двох обмоток до діаметра стрижня трансформатора, згідно табл. 3.4 [1] =1,38

б) відношення подвоєного радіального розміру зовнішньої обмотки до діаметра стрижня трансформатора, згідно табл. 3.5 [1] =0,26

Коефіцієнт приведення ідеального поля розсіювання до реального поля (коефіцієнт Роговського), згідно стор. 162 [1] =0,950,9465Error: Reference source not found.

Діапазон зміни - от 1,2 до 3,6. Коэфіцієнт - це відношення середньої довжини окружності каналу між обмотками к висоті обмотки (рис 3.5 ),

.

Меншим значенням відповідають трансформатори відносно вузькі і високі, великим – широкі і низькі. Це показано на рис. А.7, на якому представлені два трансформатори однакової потужності, одного класу напруги, при однакових значеннях магнітної індукції в стрижні і однаковому коефіцієнті заповнення сталлю стрижня, з однаковими параметрами короткого замикання ( і ) для значень =3,5 і =1,4.

Різним значенням відповідають і різні співвідношення між масами активних матеріалів — стали магнітної системи і металу обмоток. Меньшимзначеніям відповідає менша маса стали і велика маса металу обмоток. Із збільшенням маса сталі збільшується, маса металу обмоток зменшується. Таким чином, вибір впливає не тільки на співвідношення розмірів трансформатора, але і на співвідношення мас активних і інших матеріалів, а отже, і на вартість трансформатора. Разом з цим зміна позначається і на технічних параметрах трансформатора: втратах і струмі холостого ходу, механічної міцності і нагрівостійкості обмоток, габаритних розмірах. Значення, які застосовуються для серійних трансформаторів приведені табл. 3.12 [1] і табл.3.2.

Таблиця 3.2. Значення для серійних масляних трансформаторів

Потужність кВА	Алюміній			Мідь
	6 и 10 кВ	35 кВ	110 кВ	6 и 10 кВ	35 кВ	110 кВ
25 - 100	1,2 - 1,6	-	-	1,8-2,4	-	-
160 - 630	1,2 - 1,6	1,2-1,5	-	1,8-2,4	1,8-2,4	-
1000 - 6300	1,3-1,7	1,2-1,6	-	2,0-2,6	1,8-2,4	-
6300-16000	-	1,1-1,3	1,1-1,3	-	1,7-2,0	1,6-2,0
25000-80000	-	-	-	-	1,3-1,6	1,5-1,8

Приймаємо по табл. 3.2 =2

Визначаємо основні розміри трансформатора (рис. А.5):

а) діаметр кола, в яке вписано ступінчастий переріз стрижня

=0,507(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found ∙(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found2∙Error: Reference source not found2))1/4= 0,215 0,215Error: Reference source not found м;

б) приймаємо стандартний діаметр (по табл.8.3 [1]);

=0,22

в) діаметр каналу між обмотками

Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=0,30360,3036Error: Reference source not found м;

г) висота обмоток

3,14•/=0,4770,477Error: Reference source not found.

Активний переріз стрижня 0,785∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found2=0,1560,156Error: Reference source not found м2.

Висота стрижня

Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found =0,5770,577Error: Reference source not found м.

Відстань між осями стрижнів ()

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found•Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=0,39880,3988Error: Reference source not found м.

3.3 Розрахунок обмоток НН і ВН

Розрахунок обмотки низької напруги (НН).

Електрорушійна сила одного витка.

Для прийнятого діаметру стрижня =Error: Reference source not found м по табл. 8.7 [1] визначаємо площу перерізу стрижня для прийнятої магнітної системи без пресуючої пластини (пресування стрижнів бандажами із склострічки)

Активний переріз стрижня :

=0,97∙Error: Reference source not found=0,03420,0342Error: Reference source not found мІ

4,44∙Error: Reference source not found Error: Reference source not found=12,3012,30Error: Reference source not found В.

Число витків на одну фазу обмотки

=Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=18,7818,78Error: Reference source not found,

де визначається в п. 3.3.1.1

Приймаємо

Уточнена напруга одного витка

=Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=12,1612,16Error: Reference source not found В.

Середня щільність струму в обмотках, згідно (5.4) [1]

=0,746∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found U_рпред 104/(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)=33420423342042Error: Reference source not found А/м2.

Орієнтовний переріз витка

=Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=319,98319,98Error: Reference source not found мм2.

По таблиці 5.8 [1] для потужності трансформатора =Error: Reference source not found кВА, струму на один стрижень =Error: Reference source not found А, номінальної фазної напруги обмотки =Error: Reference source not found В і перерізу витка =Error: Reference source not found мм2 вибираємо конструкцію гвинтової обмотки (рис. А.9). Витки гвинтової обмотки складаються, як правило, паралельних , які розташовані концентрично на різній відстані від її осі, тому , які розташовані ближчими до осі, будуть коротші, а ті, що віддаленіші, будуть довші. Відмінність в довжині і розташуванні в полі магнітного розсіяння викличе нерівність їх активного і індуктивного опору. Для вирівнювання розподілу струму і зниження додаткових втрат в гвинтових обмотках виконують транспозицію (перестановку) .

Осьовий розмір масляного охолоджуючого каналу між витками попередньо, згідно стор. 270 [1] і (3.71) [1]. Попередньо вибираємо коэффіцієнт, який може бути прийнятий рівним =1,1 для трансформаторів потужністю =25-630 кВА; =1,4 – для =1000-6300 кВА для класу напруги 10 кВ і =1000-80000 кВА класу напруги 35 кВ. Для =Error: Reference source not found кВА приймаємо

Тоді осьовий канал (див. мал.3.9)

=0,1∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=0,00280,0028Error: Reference source not found м.

Повинен бути не менше 0,004 м, приймаємо

Число рейок по колу обмоток НН

товщина междувиткових прокладок==0,0040,004Error: Reference source not found м.

Орієнтовний осьовий розмір витка для одноходової гвинтової обмотки і рівномірно розподіленою транспозицією по формулі (6.17) [1]

Error: Reference source not found/(Error: Reference source not found+4)-0,95∙Error: Reference source not found=0,01690,0169Error: Reference source not found м

де =0,95 – коефіциєнт, який враховує усадку прокладок між котушками після сушки і опресовування обмотки.

Максимальний осьовий розмір витка для одноходової обмотки дорівнює максимальному розміру обмотувального в ізоляції і не може перевищувати =16,5 мм для мідного і =18,5 мм для алюмінієвого . Тому при отриманні по формулі =0,0165 м для мідного і =0,0185 м для алюмінієвого необхідно застосовувати одноходову обмотку. При отриманні по формулі 0,035...0,045 м застосовують двухходову обмотку. Отже при =Error: Reference source not found вибираємо обмотку з числом ходів

Вибір розмірів поперечного перерізу обмотки пов'язаний з щільністю теплового потоку на охолоджуваній поверхні обмотки . Значення з метою недопущення надмірного нагріву обмоток в трансформаторах природним масляним охолоджуванням обмежується Вт/ м2. Перевищення приводить до значного збільшення маси системи охолодження, а також до значного нагріву масла в каналах обмоток, що прискорює старіння масла. Зниження допустимих значень для мідних обмоток приблизно до 1000 Вт/м2 дозволить старіння масла і подовжити терміни його заміни.

Вибираємо гвинтову обмотку радіальними каналами між витками з рівномірно розподіленою транспозицією.

У обмотках масляного трансформатора прямокутного , кожен , який з двох сторін омивається маслом (у одно і двошарових циліндрових з намотуванням на ребро, в гвинтових і безперервних котушкових з намотуванням навзнаки) максимальне значення більшого з двох розмірів поперечного переріза визначається приблизно (5.7) [1] для мідного :

= 1200∙1,0/(1,07∙2∙0,01)=0,01000,0100Error: Reference source not found м

де - коефіцієнт закриття поверхні, для гвинтових і котушкових обмоток в данній формулі попередньо приймаємо (стор. 315 [1]).

Значення більшого здвох розмірів поперечного перерізу визначається:

=Error: Reference source not found∙103/Error: Reference source not found-0,5∙Error: Reference source not found=7,457,45Error: Reference source not found мм.

де - товщина ізоляції .

Необхідно .

По одержаних орієнтовних значеннях =Error: Reference source not found мм2 при =

=Error: Reference source not found мм по табл. 5.2 [1] вибираємо - число паралельних провідників; миінімальне число в одноходової обмотці чотири, у двухходової вісім (стор. 271 [1]).

Попередньо приймаємо число паралельних проводів

=Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=4040Error: Reference source not found мм2,

По табл. 5.2 [1] вибираємо більший номінальний розмір проводу

Товщина ізоляції мм, тоді =5,55,5Error: Reference source not found, =88Error: Reference source not found,

тоді маємо переріз обмотки НН:

Error: Reference source not foundError: Reference source not found

АПБ Error: Reference source not foundError: Reference source not found

Щільність струму в обмотці

=Error: Reference source not found/(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)=3,653,65Error: Reference source not found А/мм2

переріз обмотки низької напруги

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=292,8292,8Error: Reference source not found мм2.

Осьовий розмір витка

=88Error: Reference source not found мм.

Осьовий розмір (висота) обмотки, опресованої після сушки трансформатора визначається по наступних формулах:

для одноходової обмотки (=1) з трьома транспозиціями по (6.21) [1]

=Error: Reference source not found∙(Error: Reference source not found+4)∙10-3+0,95∙Error: Reference source not found∙(Error: Reference source not found+3)=0,2680,468Error: Reference source not found м

де =0,95 –коеффициент, що враховує усадку прокладок між котушками після сушки і опресовування обмотки;

для двоходової обмотки (=2) з рівномірно розподіленою транспозицією

=2∙Error: Reference source not found∙(Error: Reference source not found+1)∙10-3+0,95∙Error: Reference source not found∙(2∙Error: Reference source not found+1)= 0,4680,468Error: Reference source not found м

У нашому випадку =Error: Reference source not found, тому приймаємо

=0,0080,468

0,468

м.

Радіальний розмір обмотки (рис. А.5)

=(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)/Error: Reference source not found=0,0220,022Error: Reference source not found м.

Ізоляція між обмоткою НН і стрижнем, а також між обмотками ВН і НН виконується при потужності трансформатора 25-630 кВА м'якими циліндрами, намотаними при трансформатора електроізоляційного картону. При потужності трансформатора більше 630 кВА - твердими паперово-бакелітовими циліндрами. Приймаємо товщину циліндра (див. рис. А.5) по табл.4.4 для =Error: Reference source not found кВА і =Error: Reference source not found кВ.

=0,020,004

4

м.

Обмотка намотується на рейках, приймаємо

=0,00810

10

.

Радіальний розмір ( товщина рейок - по табл. 4.4 для =Error: Reference source not found кВ)

=0,020,006

6

м,

на паперово-бакелітовому циліндрі з наступними розмірами.

Внутрішній діаметр циліндра паперово-бакелітового циліндра

Error: Reference source not found+2(Error: Reference source not found-Error: Reference source not found-Error: Reference source not found)=0,230,23Error: Reference source not found м

Зовнішній діаметр циліндра

=Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found=0,2380,238Error: Reference source not found м

Виступ циліндра за висоту обмотки низької напруги (див. малий. А.6) забезпечує відсутність розряду по поверхні циліндра між обмотками або з обмотки на стрижень. Приймаємо осьові розміри циліндрів ВН і НН однаковими по конструктивних міркуваннях. Отже, вибирається по табл. 4.4 [1] для =Error: Reference source not found кВ

=

=0,020,02 20

м,

Осьовий розмір циліндра

=Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found=0,5080,508Error: Reference source not found м

отже циліндр має розміри, м

Error: Reference source not found

Ж ---------- Error: Reference source not found

Error: Reference source not found .

Внутрішній діаметр обмотки

=Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found=0,250,25Error: Reference source not found м.

Зовнішній діаметр обмотки

Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found=0,2940,294Error: Reference source not found м.

Радіальний розмір рейок (перевірка)

=(Error: Reference source not found-Error: Reference source not found/2)=0,0060,006 Error: Reference source not foundм.

Щільність теплового потоку на поверхні обмотки НН з каналами між всіма витками по (7.19) [1]. Вибираємо число рейок між обмоткою НН і циліндром обмотки ВН:

=0,00810

10

шт.

Вибираємо ширину рейок:

=

=0,0080,02 0,02

м.

Визначаємо коефіцієнт закриття поверхні

=1-Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found/(3,14•Error: Reference source not found)=0,7830,783Error: Reference source not found.

Для гвинтової одноходової обмотки (=1) число витків в =1,0; для двоходової гвинтової обмотки(=2) число витків =0,5 (див. стор. 314). Приймаємо для = Error: Reference source not found

=0,0080,5

0,5

.

107∙Error: Reference source not found∙106∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙1,05∙10-10/(Error: Reference source not found∙(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found∙10-3))=933933Error: Reference source not found Вт/м2,

де - коефіцієнт додаткових втрат, приймаємо 1,05;

Маса металу обмотки міді по (7.6) [1]:

Середній діаметр обмотки НН

=(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)/2 =0,2720,272Error: Reference source not found м.

28∙103∙3∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found•10-6=127127Error: Reference source not found кг

де число стрижнів.

Маса по табл. 5.5 [1]

=1,02∙Error: Reference source not found=130130Error: Reference source not found кг

Розрахунок обмотки високої напруги

Згідно табл. 5.8 [1] вибираємо безперервну котушкову обмотку з прямокутного (рис. А.12 ). Групу послідовно витків, які намотані у вигляді спіралі і відокремлену від других таких же груп, називають котушкою, а обмотку, яка складається з ряду котушок, що розташовані в осьовому напрямі, називають котушковою. Котушкові обмотки можуть бути дисковими, які набираються з окремих намотаних котушок (рис. А.12,а), або безперервними, які намотуються без розриву (малий. А.12,б), наприклад, перехід з однієї котушки 1 в іншу 6 (малий. А.12,д) здійснюється без паяння. Котушки намотують на рейки 3, які утворюють вертикальний канал уздовж внутрішньої поверхні обмотки. На рейках закріплюють прокладки 5, які утворюють горизонтальні канали між котушками.

У витках обмотки може бути від одного до шести паралельних . При двох і більш необхідно вирівнювати їх довжину і положення в магнітному полі розсіяння, для чого міняють місцями, тобто роблять транспозицію (рис. А.12,д).

Число витків при номінальній напрузі

Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=285285Error: Reference source not found.

Число витків для котушкової обмотки повинне бути парним (стор.289) [1], тому приймаємо

=0,008286

286

витков.

Згідно ГОСТ 12022-76 передбачаємо відгалуження +5%, +2,5%, -2,5%, -5% номінальної напруги окрім основного на затисках з номінальною напругою.

Напруга на одному ступені регулювання або різниця напруг двох сусідніх відгалужень в %

=0,0082,5

2,5

%,

у абсолютних величинах

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found/100=150150Error: Reference source not found В.

Число витків в одному ступеню регулювання

=Error: Reference source not found•0,025/(Error: Reference source not found•1,73)= 7,1 7,1Error: Reference source not found,

Приймаємо

=0,0087,1

7,1

витка (ів).

Число витків в котушці повинне бути цілим або дробним, в останньому випадку знаменник дробу означає число рейок по колу обмотки

Приймаємо число рейок між циліндром і обмоткою ВН.

=0,00810

10

.

Приймаємо =7,17,1Error: Reference source not found витка (ів)

Таблиця 3.1. Відгалуження обмоток ВН

Напруга, В	Выдгалуження обмотки	Число витків на відгалуженнях
63006300Error: Reference source not found	А2А3 В2В3 С2С3	300,2300,2Error: Reference source not found
61506150Error: Reference source not found	А3А4 В3В4 С3С4	293,1293,1Error: Reference source not found
Error: Reference source not found	А4А5 В4 В5 С4 С5	Error: Reference source not found
58505850Error: Reference source not found	А5А6 В5 В6 С5 С6	278,9278,9Error: Reference source not found
57005700Error: Reference source not found	А6А7 В6 В7 С6 С7	271,8271,8Error: Reference source not found

Схема регулювання напруги приведена на рис. А.13.

Контакти перемикача розраховується на робочий струм =Error: Reference source not found A.

Найбільша напруга між контактами перемикача в одній фазі:

Робоча

=Error: Reference source not found∙4/1,73=347347Error: Reference source not found В.

випробувальна

=2∙Error: Reference source not found∙4/1,73=694694Error: Reference source not found В.

Осьовий розмір обмотки високої напруги приймаємо (попередньо)

0,4680,468Error: Reference source not found м.

Орієнтовна щільність струму в обмотці

2∙Error: Reference source not found-Error: Reference source not found∙106= 3,03 3,03Error: Reference source not found А/м2.

Орієнтовний переріз обмотки високої напруги

Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=23,5323,53Error: Reference source not found мм2.

Висота (осьовий розмір) витка орієнтовно по 5.6 [1]

1200∙1/(1,07∙(Error: Reference source not found)2∙10-8)=0,01220,0122Error: Reference source not found м

де Вт/м2 для трансформаторів з природним масляним охолоджуванням (стор. 260 [1]);

для гвинтових і котушкових обмоток (стор. 261 [1]).

По табл. 5.8 [1] вибираємо безперервну котушкову обмотку з мідного прямокутного (S=Error: Reference source not found кВА =Error: Reference source not found A, =Error: Reference source not foundВ, Error: Reference source not found мм2). По сортаменту мідного обмотувального (табл. 5.2) [1] вибираємо переріз .

Попередньо приймаємо число паралельних

=0,0081

1

шт.

=Error: Reference source not found /Error: Reference source not found=23,5323,53Error: Reference source not found мм2,

По табл. 5.2 [1] вибираємо більший номінальний розмір проводу

=0,00811,2

11,2

мм.

менший номінальний розмір

=0,0082,12

2,12

мм,

а також номінальний переріз

=0,00823,4

23,4

мм2.

Товщина ізоляції мм, тоді =2,622,62Error: Reference source not found мм =11,711,7Error: Reference source not found мм, тоді маємо переріз обмотки ВН:

Error: Reference source not found

ПБ Error: Reference source not found-------------------.

Error: Reference source not found

Щільність струму в обмотці

=Error: Reference source not found/(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)=3,053,05Error: Reference source not found А/мм2.

Приймаємо конструкцію основної обмотки з радіальними каналами між всіма котушками.

Осьовий розмір (висота) радіального каналу в масляних трансформаторах потужністю від 160 до 6300 кВА і робочих напруг не більше 35 кВ коливається від 4 до 6 мм (стор. 290 [1]).

Приймаємо

=0,0084

4,0

мм.

Осьовий розмір котушки з ізоляцією ==11,711,7Error: Reference source not found мм.

Схема регулювання – по рис.А. 13. Канал в місці розриву обмотки приймаємо згідно табл.4.9 [1]

=0,00812

12

мм.

Число котушок на одному стрижні орієнтовно(основних і регулюровочних разом)

Error: Reference source not found∙103/(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)=303015153030Error: Reference source not found.

Число котушок повинне бути парним.

Число основних котушок на одному стрижні (без регулюровочних)

=Error: Reference source not found-4=2626Error: Reference source not found

Всього число витків на стрижні обмотки ВН разом з регулювальними у бік збільшення напруги

=Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found=300,2300,2Error: Reference source not found.

Число витків в основній котушці по (6.65)

=(Error: Reference source not found-2∙Error: Reference source not found)/Error: Reference source not found=10,510,5Error: Reference source not found.

Число витків в котушці повинне бути цілим або дробним, в останньому випадку знаменник дробу означає число рейок по колу обмотки. Приймаємо 10 рейок по колу обмотки.

Загальний розподіл витків по котушках приймаємо:

Таблиця 3.6

4	44регулювальних котушок РК () по =	13	витка (ів)	52	витка (ів)
28	основних котушок ОК () по =010,5	10,5	витка (ів)	294	витка (ів)
32	катушек ()всего 3232	…	……	346	витка (ів)

Радіальний розмір котушки ВН.

Якщо число витків котушки не ціле число, то тільки для визначення радіального розміру попередньо округляємо число витків до більшого цілого числа. Дійсне максимальне число витків в котушці визначаємо по табл. 3.6. Тоді розрахункове число витків в котушці приймаємо

=0,00811

11

витків.

Радіальний розмір котушки ВН

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=28,828,8Error: Reference source not found мм.

Розташування котушок на стрижні і розташування радіальних каналіврозміром показане на рис. А.14.

Осьовий розмір обмотки: попередньо приймаємо

[•+[+(-2)]∙0,95= =Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+[Error: Reference source not found+(Error: Reference source not found-2)∙Error: Reference source not found]∙0,95]=0,4690,469Error: Reference source not found м.

Одержаний осьовий розмір обмотки відрізняється від попередньо прийнятого в п. 3.2.3 на

=(Error: Reference source not found-Error: Reference source not found)∙100/Error: Reference source not found=-0,21-0,21Error: Reference source not found %.

Приймаємо остаточно

=0,0080,4690,0080,469

0,469

м.

По випробувальній напрузі =Error: Reference source not found кВ і потужності трансформатора Error: Reference source not found кВА по табл. 4.5 [1] знаходимо ізоляційні відстані обмотки ВН (див. рис. А.6) :

канал між обмотками ВН і НН

=0,00828

28

мм;

товщину циліндра

=0,0084

4

мм;

виступ циліндра за висоту обмотки

=0,00820

20

мм;

відстань між обмотками ВН двох сусідніх стрижнів

=0,00818

18

мм;

товщину міжфазної перегородки

=0,0082

2

мм;

Відстань від обмотки ВН до ярма за відсутності пресуючих кілець, аналогічно п. 3.2.4.1

=0,00850

50

мм.

Товщина ізоляційних шайб і прокладок з електроізоляційного картону

=0,0080

0

мм.

Відстань від обмотки ВН до верхнього ярма за наявності пресуючих кілець (див. пар.7.3 і 8.1) приймаємо збільшеним проти даних табл.4.5 [1] для трансформаторів 1000 - 6300 кВА на 45 мм; для двообмоточних трансформаторів 10000 – 63000 кВА на 60 мм. Пресуючі кільця відсутні, таким чином

=Error: Reference source not found+0=0,050,05Error: Reference source not found м.

Відстань від нижнього ярма до обмотки ВВ приймається згідно табл. 4.5 [1] (див. табл. 3.1) =0,050,05Error: Reference source not found м.

Внутрішній діаметр обмотки ВН

Error: Reference source not found+2•Error: Reference source not found•0,001=0,350,35Error: Reference source not found м.

Зовнішній діаметр обмотки ВН

Error: Reference source not found+2•Error: Reference source not found•0,001=0,4080,408Error: Reference source not found м.

Середній діаметр обмотки ВН

=(Error: Reference source not found +Error: Reference source not found)/2=0,3790,379Error: Reference source not found м.

Ізоляція між обмотками ВН і НН здійснюється жорстким паперово – бакелітовим циліндром. Розмір виступу циліндра за висоту обмотки забезпечує відсутність розряду на поверхні циліндра між обмотками або з обмотки на стрижень. Основна обмотка намотується на паперово-бакелітовому циліндрі з розмірами:

а) внутрішній діаметр циліндра

=Error: Reference source not found+(Error: Reference source not found-Error: Reference source not found∙10-3)=0,310,31Error: Reference source not found м

б) зовнішній діаметр циліндра

Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found∙10-3=0,3180,318Error: Reference source not found м.

в) довжина циліндра

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found∙10-3=0,4890,489Error: Reference source not found м.

Товщина рейок згідно табл. 9.2а [1] залежно від довжини вертикального каналу (осьового розміру обмотки =Error: Reference source not found м.)

=

=0,020,006 6

м.

г) товщина рейок між обмоткою НН і циліндром прийнята в п.3.3.1.23 і дорівнює ==Error: Reference source not found м.

Тоді товщина рейок між циліндром і обмоткою ВН і визначається:

=Error: Reference source not found-Error: Reference source not found∙10-3-Error: Reference source not found=0,010,01Error: Reference source not found м

Щільність теплового потоку на поверхні обмотки ВН по (7.19)

107∙Error: Reference source not found∙106∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙1,05∙1010/(0,8∙ ((Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)∙ 0,001))=792792Error: Reference source not found Вт/м2,

де wк – максимальне число витків в котушці;

- коефіцієнт додаткових втрат, приймаємо 1,05;

=0,8 - коефіцієнт закриття поверхні.

Допустиме значення 1200 Вт/м2.

Маса металу обмотки ВН

=28∙103∙3∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙

∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙10-6=213,1213,1Error: Reference source not found кг

Маса обмотки

=1,02•Error: Reference source not found=217,36217,36Error: Reference source not found кг.

3.4 Визначення параметрів короткого замикання

Визначення втрат короткого замикання

Основні втрати визначаються:

а) у обмотці НН

2,4∙10-12∙(Error: Reference source not found∙106)2= 40614061Error: Reference source not found Вт;

б) у обмотці ВН

2,4∙10-12∙(Error: Reference source not found∙106)2= 47584758Error: Reference source not found Вт.

Додаткові втрати в обмотці НН визначаються через коефіцієнт збільшення основних електричних втрат в обмотці ( коефіцієнт додаткових втрат) по (7.14) [1]:

а) число провідників обмотки в напрямі, паралельному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння для гвинтової обмотки

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=3838Error: Reference source not found;

б) коефіцієнт

=Error: Reference source not found∙10-3∙Error: Reference source not found∙0,95/Error: Reference source not found=0,5790,579Error: Reference source not found.

в) число провідників обмотки в напрямі перпендикулярному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found44=Error: Reference source not found;

г) коефіцієнт додаткових втрат для мідного прямокутного

1+0,095∙108∙2∙

∙(Error: Reference source not found∙10-3)4∙Error: Reference source not found2=1,0321,032Error: Reference source not found.

Додаткові втрати в обмотці ВН визначаються аналогічно

а) число провідників обмотки в напрямі, паралельному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння =3232Error: Reference source not found,

б) коефіцієнт

=Error: Reference source not found∙10-3∙Error: Reference source not found∙0,95/Error: Reference source not found=0,7260,726Error: Reference source not found.

в) число провідників обмотки в напрямі перпендикулярному напряму ліній магнітної індукції поля розсіяння Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found10,510,5=Error: Reference source not found,

г) коефіцієнт додаткових втрат для мідного прямокутного

=1+0,095∙108∙Error: Reference source not found2∙(Error: Reference source not found∙10-3)4∙Error: Reference source not found2=1,0111,011Error: Reference source not found.

Основні втрати у відводах визначаються (приймаючи переріз відвода рівним перерізу витка обмотки):

а) довжина відводів для обмотки НН (для з'єднання в трикутник)

Коефіцієнт =7,5 при з'єднанні обмотки в зірку; =14 при з'єднанні обмотки в трикутник.Приймаємо для обмотки НН (з'єднання “зірка”)

=0,0087,5

7,5

;

Тоді

Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=3,5183,518Error: Reference source not found м

де =Error: Reference source not found м – осьовий розмір обмотки НН;

б) маса відведень НН

Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙10-6•8900=9,29,2Error: Reference source not found кг .

в) втрати у відведеннях НН

2,4∙10-12∙(Error: Reference source not found∙106)2∙Error: Reference source not found=294294Error: Reference source not found Вт;

г) довжина відведень для обмотки ВН (для з'єднання в зірку)

=0,0087,5

7,5

;

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=3,53,5Error: Reference source not found м

де =Error: Reference source not found м – осьовий розмір обмотки ВН;

д) маса відведень ВН

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙10-6 8900= 0,7 0,7Error: Reference source not found кг

е) втрати у відведеннях ВН

2,4∙10-12∙(Error: Reference source not found∙106)2∙Error: Reference source not found=1616Error: Reference source not found Вт;

Втрати в стінках бака і інших елементах конструкції до з'ясування розмірів бака визначаються приблизно по (7.25)

Коефіцієнт визначається по табл. 7.1 [1]для потужності =Error: Reference source not found кВА

=0,0080,017

0,017

,

тоді втрати

10∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=125,83,58Error: Reference source not found Вт.

Повні втрати короткого замикання

Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=94379437Error: Reference source not found Вт.

Для номінальної напруги обмотки ВН

=Error: Reference source not found-0,05∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=91969196Error: Reference source not found Вт.

Відхилення розрахункового значення втрат короткого замикання від заданого (гарантійного) не повинне перевищувати 5% згідно стор. 304 [1],

або від заданих

=(Error: Reference source not found-Error: Reference source not found)∙100/Error: Reference source not found=3,33,3Error: Reference source not found %.

Активна складова напруги короткого замикання (7.28) [1]

=Error: Reference source not found/(10∙Error: Reference source not found)=1,241,24Error: Reference source not found %.

Реактивна складова напруги короткого замикання визначається по 7.32 [1]:

а) середній діаметр каналу між обмотками

(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)/2=0,3220,322Error: Reference source not found м;

б) уточнюємо коефіцієнт

3,14∙Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=2,162,16Error: Reference source not found;

в) ширина приведеного каналу розсіяння для трансформатора з урахуванням нерівності радіальних розмірів обмоток НН і ВН (стр.323 [1])

=(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙103+Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙103/3+

+Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙103/3)/Error: Reference source not found=0,03930,0393Error: Reference source not found м

г) коефіцієнт, що враховує відхилення реального поля розсіяння від ідеального паралельного поля

(Error: Reference source not found∙10-3+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found∙10-3)/(3,14∙Error: Reference source not found)=0,05350,0535Error: Reference source not found,

1-Error: Reference source not found(1-2,73-1/Error: Reference source not found)=0,94650,9465Error: Reference source not found,

д) коефіцієнт, що враховує нерівномірний розподіл витків обмотки по висоті із-за відключення регулювальних котушок, визначається згідно (7.35)[1]. Попередньо визначаємо: згідно рис. А.14

=((Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)∙Error: Reference source not found/2+Error: Reference source not found)∙10-3=0,0430,043Error: Reference source not found м

=Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=0,0920,092Error: Reference source not found.

Потім

=1+Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found2/(3∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)=1,041,04Error: Reference source not found,

=3 – число фаз.

=7,9∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙

∙Error: Reference source not found∙0,1/Error: Reference source not found2=5,515,51Error: Reference source not found %.

Напруга короткого замикання

(Error: Reference source not found2+Error: Reference source not found2)1/2=5,655,65Error: Reference source not found%.

Відхилення розрахункового значення напруги короткого замикання від заданого (гарантійного) не повинне перевищувати 5% згідно стр.304 [1]:

=(Error: Reference source not found-Error: Reference source not found)∙100/Error: Reference source not found= 11Error: Reference source not found%.

У тих випадках, коли набутого значення відхиляється більш ніж на 5 % заданого (гарантійного), його зміна в потрібному напрямі може бути досягнута за рахунок зміни реактивної складової . Невеликі зміни можуть бути одержані шляхом збільшення або зменшення осьового розміру обмотки при відповідному зменшенні або збільшенні радіальних розмірів обмоток і . Різкіша зміна досягається зміною напруги одного витка за рахунок збільшення або зменшення діаметру стрижня магнітної системи або індукції, в ньому. Змінювати в цих цілях ізоляційна відстань у бік зменшення не рекомендується.

Визначення механічних сил в обмотках і нагріву обмоток при короткому замиканні.

Сталий струм короткого замикання на обмотці ВН по (7.38) [1]: визначаємо попередньо по табл. 7.2 [1] потужність короткого замикання електричної мережі для класу напруги ВН =Error: Reference source not found В

=0,008500

500

кВА,

100∙Error: Reference source not found/(Error: Reference source not found∙(1+100∙Error: Reference source not found/(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙∙103)))=

=12301230Error: Reference source not found А,

Миттєве максимальне значення струму короткого замикання визначається:

=1+2,73-3,14•Error: Reference source not found/Error: Reference source not found=1,4921,492Error: Reference source not found

=Error: Reference source not found∙1,42∙Error: Reference source not found=26062606Error: Reference source not found А.

Радіальна сила по 7.43 [1]

=0,628∙(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)2∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙10-6=713206713206Error: Reference source not found Н.

Середнє що розтягує обмотки ВН по (7.48) і (7.49) [1]

Error: Reference source not found/(2∙3,14∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)=Error: Reference source not found1717Error: Reference source not found Мпа

Дія радіальної сили звичайно не приводить до руйнування обмотки ВН. Звичайно для мідного допускається середнє значення не більше 60 МПа (див. п.7.3 [1]), вважаючи, що при цьому в окремих точках поперечного перерізу обмотки ці напруги можуть досягати подвійного значення, тобто 120 МПа. Для алюмінію можна допустити =25 МПа.

Середнє стискаюче в обмотки НН по (7.48) і (7.49) [1]

Error: Reference source not found/(2∙3,14∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)=2020Error: Reference source not foundМпа,

Стійкість внутрішньої обмотки при дії радіальних сил залежить від багатьох , в учбових розрахунках вона може бути приблизно оцінена по значенню . Для забезпечення стійкості цієї обмотки рекомендується не допускати в мідних обмотках більше 30 МПа і в алюмінієвих 15 МПа (стор. 340 [1]).

Осьові сили по рис. 7.11,в і (7.45,а) [1], А.15

Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found/(2∙Error: Reference source not found)=2988229882Error: Reference source not found Н.

Відстань між крайніми витками із струмом при роботі трансформатора на нижчому ступені обмотки ВН (висота розриву в зоні регулювання) згідно рис. А.12

=((Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)∙Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)∙10-3=0,0750,075Error: Reference source not found м.

Осьова сила, викликана іншим поперечним полем (7.47) [1]

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found/(0,25∙Error: Reference source not found∙4)=5651456514Error: Reference source not found Н

де - відстань від поверхні стрижня трансформатора до стінки бака, попередньо складає 0,25 м;

=4, для даної конструкції обмотки згідно рис. 7.11,в [1], А.15.

Максимальні стискаючісили в обмотках, рис. А.15

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=8639686396Error: Reference source not found Н

=Error: Reference source not found-Error: Reference source not found=2663226632Error: Reference source not found Н

найбільша сила спостерігається у середині висоти обмотки НН

(обмотка 1)де Error: Reference source not found Н.

Н на міжвиткових прокладках обмотки НН.

Приймаємо: число прокладок по колу обмотки НН рівним числу рейок (=Error: Reference source not found, п.3.1.7) з технологічних причин (див. стор. 224 [1], рис.5.10)

=0,00810

10

,

ширину прокладок стор. 341 [1].

=0,0080,02

0,02

м,

Тоді

=Error: Reference source not found∙10-6/(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)=19,619,6Error: Reference source not found МПа.

Допустиме значення =18-20 МПа для трансформаторів потужністю до 6300 кВА.

Температура обмотки через після виникнення короткого замикання

=670∙4/(12,5∙ (Error: Reference source not found/Error: Reference source not found)2- 4,49)+90=159159Error: Reference source not found.

- найбільша тривалість короткого замикання на виводах масляного трансформатора, приймається при короткому замиканні на сторонах з номінальною напругою 35 кВ і нижче .

Допустима температура обмотки 250 згідно табл. 7.6 [1].

3.5 Розрахунок магнітної системи

Визначення розмірів магнітної системи і маси стали (п. 8.1 [1]).

Прийнята остаточно конструкція трифазної плоскої шихтованної магнітної системи, що збирається з пластин холоднокатаної текстурованої сталі марки 3404, завтовшки 0,35 мм по рис. А.16. Стрижні магнітної системи скріпляються бандажами із склострічки, ярма пресуються ярмовими балками. Розміри пакетів вибрані по табл. 8.3 [1] і приведені на рис. А.16 для стрижня діаметром =Error: Reference source not found м без пресуючої пластини. Число ступенів в перерізі стрижня =Error: Reference source not found, у перерізі ярма =Error: Reference source not found.

Таблиця 3.7. Розміри пакетів в перерізі стрижняі ярма (у половині поперечного перерізу), мм

	Стержень				Ярмо
1		215		23		0		0
2		195		28	0,1950,195	195		28
3		175		15		175		15
4		155		12		155		12
5		135		9		135		18
6		120		5	0,2150,215
7		105		4	0,1920,192

Ширина стрижня (рис.А.16б) =Error: Reference source not found м.

Повний переріз стрижня по табл. 8.7 [1] для стрижня діаметром =Error: Reference source not found м без пресуючої пластини

=0,03610,0353

353

∙10-4 м2,

Активний переріз стрижня

Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=0,03420,0342Error: Reference source not found м2.

Повний переріз ярма

=0,03610,0361

360,5

∙10-4 м2,

Активний переріз ярма

Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=0,0350,035Error: Reference source not found м.

Ширина ярма (загальна товщина пакетів стрижня)

=Error: Reference source not found м

Об'єм кута магнітної системи

=0,006460,00646

6460

∙10-6 м3,

Об'єм стали кута магнітної системи

=Error: Reference source not found•Error: Reference source not found=0,006270,00627Error: Reference source not found м3.

Довжина стрижня (див. рис.А.16)

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=0,5690,569Error: Reference source not found м.

Висота магнітного пакету, рис.А. 16

=Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found= 1,00 1,00Error: Reference source not found м

де =Error: Reference source not found м.

Відстань між осями стрижнів (див. рис.А.16, А.17)

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found∙10-3=0,4260,426Error: Reference source not found м.

Довжина магнітного пакету (див. рис. А.16)

=2∙Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=1,0671,067Error: Reference source not found м.

Визначення мас стрижнів і ярем

Маса сталі кута магнітної системи =7650∙Error: Reference source not found=4848Error: Reference source not found кг

Маса сталі ярма

2∙Error: Reference source not found∙2∙Error: Reference source not found∙7650+

+2∙Error: Reference source not found4564569696=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=552552Error: Reference source not found кг.

Маса стали стрижнів по (8.11)

3∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙7650=447447Error: Reference source not found кг.

3∙(Error: Reference source not found∙7650∙Error: Reference source not found-Error: Reference source not found)=2525Error: Reference source not found кг

Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=472472Error: Reference source not found кг

Загальна маса стали

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=10241024Error: Reference source not found кг

Визначення втрат холостого ходу по п 8.2 [1].

Магнітна система шихтуєтся електротехнічної тонколистової рулонної холоднокатаної текстурованої сталі марки 3404 завтовшки 0,35 мм.

Індукція в стрижні

Error: Reference source not found/(4,44∙50∙Error: Reference source not found)= 1,60 1,60Error: Reference source not found Тл.

Індукція в ярмі

Error: Reference source not found/(4,44∙50∙Error: Reference source not found)= 1,56 1,56Error: Reference source not found Тл.

Індукція на косому стику

=Error: Reference source not found/1,41= 1,13 1,13Error: Reference source not found Тл.

Число косих зазорів в магнітній системі

=0,0084

4

.

Число прямих зазорів

=0,0083

3

.

Площі перерізу немагнітних зазорів на прямому стику рівні відповідно активним перерізам стрижня і ярма. Площа перерізу стрижня на косому стику

1,41∙Error: Reference source not found=0,04820,0482Error: Reference source not foundм2

По табл. 8.10 знаходимо питомі втрати в сталі (шихтовка в одну пластину):

а) у стрижні при =Error: Reference source not found Тл

=0,0081,295

1,295

Вт/кг;

у прямому зазорі при =Error: Reference source not found Тл

=0,008645

645

Вт/м2;

б) у ярмі при =Error: Reference source not found Тл

=0,0081,207

1,207

Вт/кг.

у косому зазорі при =Error: Reference source not found/1,41= 1,13 1,13Error: Reference source not found Тл.

=0,008334

334

Вт/м2.

По тексту гл. 8 [1] ітаблицям 8.11, 8.12 і 8.13 [1] для сталі 3404 завтовшки 0,35 мм при наявність відпалу визначаємо коефіцієнти.

Якщо число ступенів в перерізі ярма рівне або відрізняється на одну два ступеня від числа ступенів в перерізі стрижня, то розподіл індукції в ярмі і стрижня можна вважати рівномірним і прийняти коефіцієнт збільшення втрат, залежний від форми перерізу ярма =1,0. Для ярма із співвідношенням числа ступенів стрижня і ярма, рівним трем =1,04: рівним шести =1,06, для ярма прямокутного перерізу =1,07. Отже вибираємо

=0,0081

1,0

.

Для відпаленої стали 3404 приймаємо (стор. 380 [1]) коефіцієнт збільшення питомих втрат в сталі від технологічних чинників

=0,0081,05

1,05

.

Коефіцієнти і збільшення втрат в сталі, залежно від способу пресування приймаємо при відпаленої сталі по табл.8.12 [1]

=0,0081,03

1,03

.

і

=0,0081,05

1,05

.

Коефіцієнт збільшення втрат в сталі що враховує наявність задирок післянарізки пластин із смуги рулону. При видаленні задирок

=0,0081

1,0

.

Покриття пластин ізоляційною лаковою плівкою збільшує втрати в сталі в =1,0 при повітряному охолоджуванні пластин після покриття і в 1,04 разу при водяному охолоджуванні.

Перешихтовка верхнього ярма остова при установці обмоток приводить до збільшення втрат, які враховуються коефіцієнтом . При потужності трансформатора до 250 кВА =1,01, при 400-630 кВА – 1,02, при 1000 – 6300 кВА – 1,04 – 1,8 і при 10000 кВА і більш – 1,09. Приймаємо

=0,0081,04

1,04

.

Коефіцієнт, що враховує збільшення втрат в кутах магнітної системи по табл. 8.13 для сталі 3404 при комбінованому стику по рис. А.1

=0,0087,5

7,5

.

Втрати холостого ходу по (8.32) [1]:

[Error: Reference source not found

∙Error: Reference source not found∙(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found-4∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)/2∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)+

+(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙1,41∙Error: Reference source not found +Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)]∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=16921692Error: Reference source not found Вт.

У правильно розрахованому трансформаторі відхилення дійсних втрат від розрахункових складає в середньому . Згідно ГОСТ 11677-85 для втрат струму в готовому трансформаторі встановлений допуск +15%. Таким чином, в розрахунку слід витримувати втрати холостого ходу в межах норми відповідного ГОСТ плюс 7,5% (див. стр.384 [1]).

Відхилення розрахункового значення втрат холостого ходу від заданого (гарантійного)

=(Error: Reference source not found-Error: Reference source not found)∙100/Error: Reference source not found=14,314,3Error: Reference source not found %.

Розрахунок струму холостого ходу.

Питома потужність, що намагнічує, згідно табл. 8.17 [1]

а)в стрижні при =Error: Reference source not found Тл

=0,0081,775

1,775

В∙А/м2;

б) в ярмі =Error: Reference source not found Тл

=0,0081,575

1,575

В∙А/м2;

г) на прямому стику (у прямому зазорі ) при =Error: Reference source not found Тл

=0,00823500

23500

В∙А/м2;

в) на косому стику (у косому зазорі) при =Error: Reference source not found/1,41= 1,13 1,13Error: Reference source not found Тл.

=0,0082875

2875

В∙А/м2.

Для прийнятої конструкції магнітної системи і технології її виготовлення використовується формула (8.43) [1], в якій згідно табл. 8.12 і 8.21 приймаємо коефіцієнти.

Коефіцієнт враховує вплив різки смуги рулону на пластини; для відпаленої сталі марки 3404

=0,0081,18

1,18

.

Коефіцієнт враховує вплив того, що зрізає задирки; для відпалених пластин 11Error: Reference source not found (задирки зрізають).

Коефіцієнт враховує збільшення потужності, що намагнічує, в кутках магнітної системи залежно від ширини пластини другого пакету, по табл. 8.21 для =Error: Reference source not found

=0,0081,4

1,4

.

Коефіцієнт враховує пресування магнітної системи при відпаленої сталі по табл.8.12 [1] приймаємо (стр.394 [1])

=0,0081,05

1,05

.

Коефіцієнт враховує перешихтовку верхнього ярма при потужності 1000-6300 кВА згідно стр.394 [1]

=0,0081,04

1,04

.

Коефіцієнт залежить від форми стиків в крайніх і середніх стрижнях магнітної системи. З табл.8.20 для прийнятої шихтовки рис.А.1,б для індукції =Error: Reference source not found Тл

=0,00842,45

42,45

.

[Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙(Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+

+Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found-4∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)/2∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)+ Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+

+Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found)∙1∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=1101111011Error: Reference source not found ВА.

Струм холостого ходу

=Error: Reference source not found/10•Error: Reference source not found=1,4881,488Error: Reference source not found %,

Відхилення розрахункового значення струму холостого ходу від заданого (гарантійного) не слід допускати більш ніж на половину допуска, дозволеного ГОСТ 11677-85 (дозволений допуск +30%, стр.398 [1]):

=(-)•100/Error: Reference source not found=-15-15Error: Reference source not found%.

Активна складова холостого ходу

Error: Reference source not found/(10∙Error: Reference source not found)=0,230,23Error: Reference source not found %.

Реактивна складова струму холостого ходу

(Error: Reference source not found2-Error: Reference source not found2)1/2= 1,47 1,47Error: Reference source not found %.

Коефіцієнт корисної дії трансформатора

=(1-(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)/

/(Error: Reference source not found∙103+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found))∙100=98,598,5Error: Reference source not found %.

Висновки по третьому розділу

В результаті розрахунків одержані наступні характеристики:

Найменування параметра	Значення	Відхилення в % від заданого значення
Потужність, кВА	Error: Reference source not found	-
Номінальна лінійна напруга обмоток ВН, В	Error: Reference source not found	-
Номінальна лінійна напруга обмоток НН, В	Error: Reference source not found	-
Схема і група з'єднання обмоток	У/У0-0	-
Номінальний лінійний струм обмоток ВН, А	Error: Reference source not found	-
Номінальний лінійний струм обмоток НН, А	Error: Reference source not found	-
Втрати короткого замикання, Вт	Error: Reference source not found	Error: Reference source not found %
Втрати холостого ходу, Вт	Error: Reference source not found	Error: Reference source not found %
Напруга короткого замикання %	Error: Reference source not found	Error: Reference source not found%
Струм холостого ходу %	Error: Reference source not found	Error: Reference source not found %
Коефіцієнт	Error: Reference source not found

4. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ТРАНСФОРМАТОРА

4.1 Тепловий розрахунок обмоток

Внутрішній перепад температури в обмотці НН визначається по (9.9) і рис. 9.9 [1].

Теплопровідність паперової, просоченої маслом ізоляції по табл. 9.1

=0,0080,17

0,17

Вт/(м∙

Внутрішній перепад температури в обмотці НН

=Error: Reference source not found∙0,25∙10-3/Error: Reference source not found∙=1,41,4Error: Reference source not found ,

де - товщина ізоляції на одну сторону, рівна 0,25∙10-3 м.

Внутрішній перепад температури в обмотці ВН визначається

по (9.9) і рис. 9.9 [1]:

=Error: Reference source not found∙0,25∙10-3/Error: Reference source not found=1,21,2Error: Reference source not found .

Перепад температури на поверхні обмотки НН по (9.20) [1].

Вибираємо коефіцієнт для природного масляного охолоджування (стр.427 [1])

=0,0081

1,0

.

Вибираємо для внутрішньої обмотки НН (стор. 427 [1])

=0,0081,1

1,1

.

Вибираємо по табл. 9.3 для відношення Error: Reference source not found∙10-3/Error: Reference source not found=0,180,18Error: Reference source not found

=0,0080,85

0,85

.

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙0,35∙Error: Reference source not found0,6=19,8119,81Error: Reference source not found .

Перепад температури на поверхні обмотки ВН по (9.20) [1].

Вибираємо коефіцієнт для природного масляного охолоджування (стр.427 [1])

=0,0081

1,0

.

Вибираємо для зовнішньої обмотки ВН (стор. 427 [1])

=0,0081

1

.

Вибираємо по табл. 9.3 для відношення Error: Reference source not found/Error: Reference source not found= 0,14 0,14Error: Reference source not found

=0,0080,9

0,9

.

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found∙0,35∙Error: Reference source not found0.6=17,2817,28Error: Reference source not found .

Повний середній перепад температури від обмотки НН до масла

Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=21,2121,21Error: Reference source not found.

Повний середній перепад температури від обмотки ВН до масла

Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=18,4818,48Error: Reference source not found.

4.2 Вибір основних розмірів бака

По п. 9.6 [1], табл. 9.4, потужності трансформатора вибираємо конструкцію гладкого бака з радіаторами і прямими трубами по рис. 9.16 [1] і рис.10.3 [3] .

Ізоляційні відстані відводів (рис. Б.1) визначаємо до пресуючої балки верхнього ярма і стінки бака. До остаточної розробки конструкції зовнішні габарити пресуючих балок приймаємо рівними зовнішньому габариту обмотки ВН.

Ширина бака визначається з умови ізоляції відводів від зовнішньої обмотки ВН і стінок бака. Відводи НН – шина з міді, площа перерізу аналогічно перерізу обмотки НН =Error: Reference source not found мм2.

Товщина голої шини НН

=0,0088

8

мм.

Ширина голої шини НН

=0,00836,6

36,6

мм.

Вибираємо товщину ізоляції на сторону відвода НН по табл. 4.11 для випробувальної напруги=Error: Reference source not found кВ (стор.199 [1]).

=0,0080

0

мм.

Загальна товщина відвода НН (див. рис. 3.13)

=Error: Reference source not found+2•Error: Reference source not found=8,08,0Error: Reference source not found мм.

Відвод ВН – шина з міді, площа перерізу аналогічно обмотки ВН

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=23,4023,40Error: Reference source not found мм2.

Товщина голої шини ВН

=0,0081

1

мм.

Ширина голої шини ВН

=0,00823,4

23,4

мм.

Вибираємо товщину ізоляції на сторону відвода ВН по табл. 4.11 для випробувальної напруги =Error: Reference source not found кВ

=0,0082

2

мм.

Загальна товщина відвода ВН (див. рис. 3.13)

=Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found=5,05,0Error: Reference source not found мм.

Відстань від відвода ВН до стінки бака по табл. 4.11 [1] (=Error: Reference source not found кВ)

=0,00820

20

мм.

Відстань від відвода ВН до пресуючої балки ярма по табл. 4.11 [1]. (=Error: Reference source not found кВ)

=0,00815

15

мм.

Відстань від відвода НН до стінки бака по табл. 4.11 [1] (=Error: Reference source not found кВ)

=0,00822

22

мм.

Відстань від відвода НН до обмотки ВН по табл. 4.12 [1] (=Error: Reference source not found кВ)

=0,00820

20

мм.

Мінімальна ширина бака

=Error: Reference source not found+(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)∙10-3=0,4980,498Error: Reference source not found м.

Приймаємо ширину бака

=0,0080,49

0,49

м.

при центральному положенні активної частини трансформатора в баку.

Мінімальна довжина бака. Попередньо визначаємо мінімальну розрахункову відстань від стінки бака до обмотки ВН по табл. 4.12 для випробувальної напруги обмотки ВН =Error: Reference source not found кВ

=0,020,02

20

∙10-3 м.

Тоді

=2∙Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found =1,301,30Error: Reference source not found м.

Приймаємо довжину бака

=0,0081,3

1,3

м.

Висота активної частини

Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found +0,05=1,051,05Error: Reference source not found м

де - товщина бруска між дном бака і нижнім ярмом 0,05 м.

Приймаємо відстань від верхнього ярма до кришки бака по табл. 9.5 [1] для класу напруги обмтки ВН =Error: Reference source not found В при перемикачі відгалужень, розташованому горизонтально між ярмом і кришкою бака

=0,0080,16

0,16

м.

тоді глибина бака

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=1,211,21Error: Reference source not found м.

приймаємо глибину бака

=0,0081,35

1,35

м.

Розміщення активної частини трансформатора в баку показане на рис. 4.2.

Допустиме перевищення середньої температури масла над температурою навколишнього повітря для найбільш нагрітої обмотки

=65-21,2121,21Error: Reference source not found=4433,8Error: Reference source not found .

Знайдене середні перевищення може бути допущено, оскільки перевищення температури масла у верхніх шарах в цьому випадку буде

=1,2∙Error: Reference source not found=52,841Error: Reference source not found<60 .

Приймаючи попередньо перепад температури на внутрішній поверхні стінки бака і запас 2, знаходимо середнє перевищення температури зовнішньої стінки бака над температурою повітря

Error: Reference source not found-5-2=3737Error: Reference source not found .

Для вибраного розміру бака розраховуємо: периметр бака (конструкція бака прямокутна)

=2∙(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)=3,583,58Error: Reference source not found м.

Поверхня конвекції гладкої стінки бака

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=4,834,83Error: Reference source not found м2.

Орієнтовна поверхня випромінювання бака з навісними радіаторами по (9.35)

=1,5∙Error: Reference source not found=7,257,25Error: Reference source not found м2

де - коефіцієнт, що враховує відношення периметра поверхні випромінювання до поверхні гладкої частини бака і приблизно рівний 1,5 для бака з навісними радіаторами, приймаємо =1,5.Орієнтовна необхідна поверхня конвекції для заданого значення Error: Reference source not found

1,05∙(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)/(2,5∙Error: Reference source not found1,25)-1,12∙Error: Reference source not found= 41,99 41,99Error: Reference source not found м2.

Поверхня кришки прямокутного бака

=(Error: Reference source not found)∙(Error: Reference source not found+0,16)=0,850,00Error: Reference source not found м2

де 0,16 – подвоєна ширина верхньої рами бака.

Поверхня конвекції кришки бака

=0,5∙Error: Reference source not found=0,430,43Error: Reference source not found м2,

де коефіцієнт 0,5 враховує закриття поверхні кришки вводами і арматурою.

Поверхня конвекції радіаторів

=Error: Reference source not found-Error: Reference source not found-Error: Reference source not found=36,7336,73Error: Reference source not found м2.

Використовуємо радіатори з прямими круглими трубами. Є два конструктивні варіанти радіаторів: один варіант по рис 9.16 [1] (конструкція приведена на рис.Б.3), характеристики – в табл.9.9 [1] і в табл.Б.1.

Радіатори випускають з одним рядом труб – 7 труб в ряду і з двома рядами – 20 труб в ряду. Для радіаторів з одним рядом труб розміри і складають 354 і 158 мм (див. рис. 9.16 [1]), для радіаторів з двома рядами – 505 і 253 мм.

Таблиця 4.1. Характеристики трубчатого радіатора з прямими трубами*

Кількість радіаторів, 00	Розмір А, мм00	Поверхня конвекції труб, , м200	Поверхня конвекції двох колекторів, м200	Мінімальна відстань осі фланця від нижнього зрізу стінки бака, , м00	Мінімальна відстань осі фланця від верхнього зрізу стінки бака, , м00	Маса сталі, , кг00	Маса масла, , кг00
0	0	0	0	0	0	0	0

* Якщо радіатор не використовується, то в таблиці виставляємо нулі.

Для установки цих радіаторів глибина бака повинна бути не менше

Error: Reference source not found∙10-3+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found= 0,00,0Error: Reference source not found м

де і - відстані осей фланців радіатора від нижнього і від верхнього зрізів стінки бака по табл. 9.9 [1], табл. Б.1.

Другий варіант - для широкої поверхні бака використовуємо радіатора по рис.10.3 [3] і табл.10.8 [3] (конструкція приведена на рис. Б.4 ), характеристики – в табл. Б.2.

Таблиця 4.2. Характеристики уніфікованого прямотрубного радиатора*

Відстань між осями,, мм	Висота,, мм12951295	Ширина,, мм	Кількість рядів труб 77	Поверхня конвекції труб,, м226,126,1	Маса стали,, кг287287	Маса масла, , кг161161
1100	1295	579	7	26,1	287	161

*Якщо радіатор не використовується, то в таблиці виставляємо нулі.

При установці уніфікованого радіатора висоту бака в п.4.2.6 необхідно вибрати не менше =1,2951,295Error: Reference source not found м. Отже, в п. 4.2.6 прийняти =1,2951,295Error: Reference source not found м (якщо застосовувати цей радіатор).

Розміщення активної частини трансформатора в баку показано на рис. Б.2.

Розташування радіаторів на стінці бака показано на рис. Б.5.

Поверхня конвекції одного радіатора (конструкція - на рис. Б.3, характеристики – в табл. 9.9 [1] і табл.Б.1), приведена до поверхні гладкої стінки (коефіцієнт =1,26 по табл. 9.6 [1])

=1,26∙Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=0,000,00Error: Reference source not found м2.

Поверхня конвекції бака з радіаторами

Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=57,4657,46Error: Reference source not found м2.

4.3 Розрахунок перевищення температури масла і обмоток над

температурою навколишнього середовища

Середнє перевищення температури стінки бака над температурою навколишнього повітря по (9.49)

(1,05∙(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)/(2,8∙Error: Reference source not found+2,5∙Error: Reference source not found))0,8=

=29,829,8Error: Reference source not found .

Середнє перевищення температури масла поблизу стінки над температурою внутрішньої поверхні стінки труби по (9.50) [1]

0,165•(1,05•(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)/(Error: Reference source not found•Error: Reference source not found+2•Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found))0,6=4,04,0Error: Reference source not found.

де - коефіцієнт, рівний 1,0 при природному масляному охолоджуванні і 0,9 при охолоджуванні дуттем.

Перевищення середньої температури масла над температурою повітря

Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=33,833,8Error: Reference source not found .

Перевищення температури масла у верхніх шарах над температурою повітря по (9.51) [1]

1,2∙Error: Reference source not found =4141Error: Reference source not found <60.

Перевищення середньої температури обмоток над температурою повітря: обмотки НН

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=5555Error: Reference source not found<65,

обмотки ВН

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=5252Error: Reference source not found<65.

Висновки по четвертому розділу

Перевищення температур: масла у верхніх шарах =Error: Reference source not found<60, обмотки НН =Error: Reference source not found<65, обмотки ВН =Error: Reference source not found<65 лежить в межах допустимого нагріву по ГОСТ 11677-85.

5. РОЗРАХУНОК МАСИ ТРАНСФОРМАТОРА

Маса проводу (з електромагнітного розрахунку розд. 4)

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=357357Error: Reference source not found кг

Маса ізоляційного картону по п. 9.8 [1]

=0,12∙Error: Reference source not found=4343Error: Reference source not found кг

Загальна маса електротехнічної сталі з.

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=10241024Error: Reference source not found кг

Маса активної частини

1,2∙(Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)=16571657Error: Reference source not found кг

Попередньо визначаємо площу бака

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=0,640,64Error: Reference source not found м2.

Вибираємо товщину стали для бака

=0,0080,008

0,008

м.

Об'єм сталі бака

=Error: Reference source not found (Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found)=0,040,04Error: Reference source not found м3.

Маса стали бака

=7850∙Error: Reference source not found=314314Error: Reference source not found кг

Маса стали всіх радіаторів

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found=574574Error: Reference source not found кг

Маса стали бака з радіаторами

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=888888Error: Reference source not found кг

Об'єм бака

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found=0,860,86Error: Reference source not found м3.

Об'єм активної частини

Error: Reference source not found/5750=0,290,29Error: Reference source not found м3

де - середня щільність активної частини, приймаємо для трансформатора з мідними обмотками =5750 кг/м3, п. 9.8 [1].

Об'єм масла в баці:

=Error: Reference source not found-Error: Reference source not found=0,570,57Error: Reference source not found м3

Маса масла в баку з розширювачем

=1,05∙900∙Error: Reference source not found=539539Error: Reference source not found кг

де коефіцієнт 1,05 враховує масу масла в розширювачі.

Маса масла в радіаторах

=Error: Reference source not found∙Error: Reference source not found+2∙Error: Reference source not found=322322Error: Reference source not found кг

Загальна маса масла:

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=861861Error: Reference source not found кг

Маса трансформатора

=Error: Reference source not found+Error: Reference source not found+Error: Reference source not found=34063406Error: Reference source not found кг

Висновки по п'ятому розділу

Маса трансформатора складає Error: Reference source not found кг

ВИСНОВКИ

Одержані наступні номінальні характеристики трансформатора:

Найменування параметра	Значення	Відхилення в % від заданого значення
Потужність, кВА	Error: Reference source not found	-
Номінальна лінійна напруга обмоток ВН, В	Error: Reference source not found	-
Номінальна лінійна напруга обмоток НН, В	Error: Reference source not found	-
Схема і група з'єднання обмоток	Y/ Y-0	-
Номінальний лінійний струм обмоток ВН, А	Error: Reference source not found	-
Номінальний лінійний струмобмоток НН, А	Error: Reference source not found	-
Втрати короткого замикання, Вт	Error: Reference source not found	Error: Reference source not found%
Втрати холостого ходу, Вт	Error: Reference source not found	Error: Reference source not found %
Напруга короткого замикання %	Error: Reference source not found	Error: Reference source not found%
Струм холостого ходу %	Error: Reference source not found	Error: Reference source not found %

2. Перевищення температур: масла у верхніх шарах =Error: Reference source not found<60, обмотки НН =Error: Reference source not found<65, обмотки ВН =Error: Reference source not found<65 знаходиться в межах допустимого нагріву по ГОСТ 11677-85.

3. Маса трансформатора складає Error: Reference source not found кг

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов: Учебное пособие для вузов.– М.: Энергоатомиздат, 1986.-528 с.

2. Методичні вказівки до курсового проекту “Трансформатор” для дисципліни “Електричні машини” (для студентів за напрямом 090603 “Електротехніка”, спеціальності “Електротехнічні системи електроспоживання” очної та заочної форм навчання)/ Авт. О.С. Захарчук, А.О.Колеснікова - Луганськ: СНУ ім. В. Даля, 2006.

3. Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов.- М.: Энергоатомиздат, 1990.-252 с.