Файл: Курсовой проект по дисциплине Электромеханика.doc

---

2 Расчет основных размеров трансформатора

2.1 Выбор конструктивной схемы магнитной системы, марки стали и толщины листов, технологии изготовления

Основой конструкции трансформатора является магнитная система, так как её основные размеры вместе с основными размерами обмоток определяют главные размеры активной части и всего трансформатора.

Плоская магнитная система стержневого типа проектируемого трансформатора показана на рисунке 2.1.


Рисунок 2.1 – Магнитная система трансформатора.

Наибольшее распространение в трансформаторостроении получили плоские магнитные системы стержневого типа со ступенчатой формой поперечного сечения стержня, вписанного в окружность, и с обмотками в виде цилиндров. Стержневые магнитные системы шихтуются из листов электротехнической стали с косыми сторонами на крайних стержнях и с прямыми на среднем стержне.

Материалом для магнитной системы силовых трансформаторов служит электротехническая холоднокатаная тонколистовая сталь марок 3404, 3405, 3406, 3407 и 3408 толщиной 0,35, 0,30 и 0,27 мм, поставляемая в рулонах.

В трансформаторах мощностью до 1000 кВ·А используется, в основном, сталь марки 3404 с толщиной пластин 0,35 мм.

В таблице 2.1 приведены рекомендуемые значения индукции в стержнях трансформаторов из этих сталей.
Таблица 2.1 - Рекомендуемая индукция в стержнях масляных трансформаторов

Марка стали	Номинальная мощность трансформаторов, кВ·А
	До 16	25-100	160 и более
3404, 3405, 3406	1,50-1,55	1,55-1,60	1,55-1,65

Чистое сечение стали в поперечном сечении стержня называется активным сечением стержня. Отношение площади сечения стержня к площади круга диаметром d называется коэффициентом заполнения площади круга - к_КР. В таблице 2.2 приведены рекомендуемые значения числа ступеней и получающиеся при этом значения

---

d и к_КР.
Таблица 2.2 - Число ступеней в сечении стержня трёхфазных масляных трансформаторов мощностью 100-40000 кВ·А

Показатель				Прессовка стержня бандажами, сечение стержня диаметром от 0,36 м и выше имеет продольные каналы
Мощность трансформатора SН, кВА		40-100		2500-6300		10000	16000	25000	32000	40000
Ориентировочный диаметр стержня d, м		0,1-0,14	0,16- 0,18	0,32-0,34	0,36-0,38	0,40-0,42	0,45-0,50	0,53-0,56	0,60-0,67	0,71-0,75
Без прессую- щей пластины	Число ступеней nс	6	8	9	9	11	14	15	16	16
	Коэфф. кКР	0,91	0,92	0,929	0,913	0,922	0,927	0,927	0,929	0,931

Примечание - в коэффициенте к_КР учтено наличие охлаждающих каналов в сечении стержня, если они выполняются.
Для рассчитываемого трансформатора к_КР=0,913
Отношение активного сечения ярма к активному сечению стержня называется коэффициентом усиления ярма:

;

К_Я=1,03.

Для нормализованных размеров пакетов пластин .

В предварительном расчёте, когда размеры пакетов пластин ещё не установлены, активное сечение стержня определяется по выражению:

;

П_С=0,876

---

=0,0135 м²,

где к_C - коэффициент заполнения сталью;

;

к_с=0,920,96=0,883,

где к_з - коэффициент заполнения площади ступенчатой фигуры сечения стержня чистой сталью; значения к_з определяемый из таблицы 2.3.
Таблица 2.3 - Значения коэффициента для рулонной холоднокатаной стали

Марка стали	Толщина, мм	Вид изоляционного покрытия
3404, 3405, 3406	0,35 0,30	Нагревостойкое	0,97 0,96
3404, 3405, 3406	0,35 0,30	Нагревостойкое плюс однократная лакировка	0,965 0,955

Предварительное значение активного сечения ярма:

;

П_Я=1,030,0136=0,1387 м².

Остов трансформатора – магнитная система со всеми деталями для соединения её отдельных частей – должен быть жестким и механически прочным. Для этого пакеты стержней и ярм шихтованного магнитопровода стягиваются (прессуются) и скрепляются в единую конструкцию. Помимо придания жёсткости и прочности прессовка и стяжка исключают вибрацию пластин и снижает уровень шума при работе трансформатора.

Стержни трансформаторов мощностью от 400 кВ·А и выше (d>0,18 м) прессуются наложением бандажей из стеклоленты на расстояниях 0,12-0,15 м один от другого.

Прессовка ярм трансформаторов мощностью до 40000 кВ·А выполняется стальными ярмовыми швеллерными балками, стягиваемыми шпильками. Шпильки располагаются вне ярм. При этом между балками и пластинами крайних пакетов устанавливаются изолирующие прокладки, шпильки изолируются от балок.

Для того чтобы магнитная система была достаточно устойчивой, могла выдержать механические усилия, возникающие в обмотках при коротких замыканиях, не разваливалась при подъёме остова или активной части, верхние и нижние ярма магнитной системы должны быть надёжно соединены между собой. Такое соединение в масляных трансформаторах с напряжением обмотки ВН классов 6, 10, 35 и 110 кВ выполняется стягиванием между собой верхних и нижних прессующих балок вертикальными шпильками.

---

---