Файл: Курсовой проект по дисциплине Электромеханика.doc

Примечание - для обмоток из алюминия значения а, полученные из таблицы, умножить на 1,06.

Высота обмоток трансформатора:

;

=0,509 м.

Значения других размеров и параметров, необходимых для полного расчета обмоток и окончательного расчета магнитной системы:

- радиальный размер обмоток НН:

;

а₁=1,10,21=0,021 м,

где к₁ – коэффициент, значения которого могут быть приняты для трансформаторов с плоской магнитной системой класса напряжения 35 кВ – 1,1:

к₁=1,1;

- активное сечение стержня:

;

П_С=0,883 =0,0117 м².

- активное сечение ярма:

;

П_Я=1,030,0117=0,012 м²,

где .

- высота стержня:

;

l_C=0,509+27510^-3=0,659 м,

где l₀₂=75 мм из таблицы 2.5.

- расстояние между осями соседних стержней:

;

С=0,208+2710^-3+0,075+2010^-3=0,33 м,

где - удвоенный радиальный размер обмотки ВН;

;

2a₂0,5750,15=0,075 м

где a₁₂=27 мм, а₂₂=20 мм. из таблицы 2.5;

b – коэффициент, зависящий от мощности класса напряжения трансформатора, материала обмотки и типа переключателя; в табл. 2.9 приведены ориентировочные значения коэффициента b.

b=0,461,25=0,575.

Таблица 2.9 - Ориентировочные значения коэффициента b для масляных двухобмоточных трансформаторов с ПБВ с медными обмотками и потерями короткого замыкания по ГОСТ

---

Мощность трансформатора, кВ·А	Класс напряжений, кВ
	10	35
100-630	0,46-0,4	0,32-0,28

Примечание - для обмоток из алюминиевого провода значение b, полученное из таблицы, умножить на 1,25. Для напряжения класса 110 кВ b нужно умножить на 0,7

Напряжение одного витка (предварительно)

;

u_В=4,4450 1,6 0,012=4,034 В.

---

3 Расчет обмоток

3.1 Общие вопросы расчёта обмоток

Большое значение при выборе типа обмоток и расчёте их параметров имеет плотность тока в проводах обмоток: от неё зависят размеры масса обмоток, основные потери в них.

Другим важным показателем при расчёте обмоток и выборе их конструкции является плотность теплового потока на охлаждаемой поверхности - q, т.е. потери в обмотке, отнесённые к единице площади охлаждаемой поверхности. Для каждого типа обмоток установлены допустимые значения , используя которые можно определить максимальный радиальный размер металла обмотки между охлаждаемыми поверхностями.

В качестве вариантов могут быть рассмотрены:

Обмотка ВН

Тип обмотки: Цилиндрическая многослойная из круглого провода.

Основные преимущества: Простая технология изготовления.

Основные недостатки: Ухудшение теплоотдачи и уменьшение механической прочности с ростом мощности трансформатора.

Обмотка НН

Тип обмотки: Цилиндрическая двухслойная обмотка из прямоугольного провода. Основные преимущества: Простая технология изготовления, хорошее охлаждение. Основные недостатки: Малая механическая прочность.

3.2 Расчёт обмоток НН

Расчёт обмоток начинается с обмотки НН, располагаемых у большинства трансформаторов между стержнем и обмоткой ВН. Поэтому эту обмотку считают первой. И все параметры и размеры обмотки НН и её элементов обозначают индексом «1»: , и т. д.

Порядок расчёта.

1. Число витков одной фазы обмотки:

;

=57,25.

w₁=60.

Полученное округляется до ближайшего целого числа чётного или нечётного. Для трёхфазного трансформатора w₁ является также числом витков на один стержень.

2. Определяются уточнённые (изменённые в результате округления

---

) значения напряжения одного витка и индукции в стержне

;

=3,8 В;

;

=1,479 Тл.

3. Средняя плотность тока в обмотках, обеспечивающая получения заданных потерь короткого замыкания определяется по выражениям:

- для медных, А/м²

;

=2,11 А/м²,

где к_Д– коэффициент, учитывающий добавочные потери в обмотке, потерь в отводах, стенках бака и других конструкциях от гистерезиса и вихревых токов, от воздействия полей рассеяния. Значения к_д из таблицы 3.1.
Таблица 3.1 - Значения к_д для трехфазных трансформаторов

Номинальная мощность трансформатора, кВ×А	до 100	160-630	1000 – 6300
	0,97	0,96 – 0,93	0,93 – 0,85

Сверить рассчитанное значение ( с целью исключить ошибки в расчете) можно по данным таблицы 3.2. Из этой таблицы также выбирается , если потери короткого замыкания не заданы.
Таблица 3.2 - Средняя плотность тока в обмотках (МА/м²) для масляных трансформаторов с потерями короткого замыкания по ГОСТ

Номинальная мощность трансформатора, кВ×А	25 – 40	63 – 630	1000 – 6300
Медь	1,8 – 2,2	2,2 – 3,5	2,2 – 3,5
Алюминий	1,1 – 1,8	1,2 – 2,5	1,5 – 2,6

---

4. Ориентировочное сечение витка, м²

;

=68,379 мм²,

умножением полученного результата на 10⁶ сечение витка перевести в мм².

Дальнейший ход расчёта зависит от типа выбранной обмотки.

3.2.1 Расчёт цилиндрических обмоток из круглого провода

В цилиндрической обмотке витки (по высоте обмотке) плотно прилегают друг к другу. При этом в зависимости от величины тока витки могут выполняться одним или несколькими параллельными проводами. Укладка провода может быть осуществлена плашмя или на ребро.

Во всех случаях для обеспечения нормального охлаждения каждый слой обмотки хотя бы с одной стороны должен омываться маслом.

Вопрос выбора того или другого вида межслойной изоляции решается путём определения плотности теплового потока на поверхности охлаждения обмотки по результатам сравнения её с допустимой.

Продолжение расчёта цилиндрической обмотки следует проводить в следующей последовательности:

1. Допустимый радиальный размер металла обмотки НН между охлаждаемыми маслом поверхностями

;

=0,01044 м,

где допустимая плотность теплового потока; для цилиндрических обмоток из прямоугольного алюминиевого провода – = (1000 ÷ 1200) Вт/м² ;

к_зк – коэффициент учитывающий закрытие охлаждающего канала рейками и изоляционными материалами: = 0,75÷0,8.

2. По полученным значениям и по сортаменту обмоточного провода для трансформаторов подбираются подходящие провода с соблюдением следующих правил:

а) с целью упростить намотку обмотки на станке и получить компактное ее размещение на магнитопроводе желательно применять наиболее крупные сечения проводов

---