Файл: Григорьев, В. Ф. Расчет трехфазного силового трансформатора учеб метод пособие по курсовому проектированию по курсу Электрические машины.doc

 10 ^{– 1} ;

б) для обмотки с шайбами в двойных и с каналами между двойными катушками

 10 ^{– 1}.

Величину высоты каналов подставляют в формулы в мм. Высота масляного канала h_кр в месте разрыва обмотки и размещения регулировочных витков выбирается по условиям электрической прочности изоляции (п. 3).

Коэффициент k, учитывающий усадку изоляции после сушки и опрессовки обмотки, принимается k = 0,94  0,96.
8. Радиальный размер обмотки, см,

а₂ = 10 ^–1,

где w_{кат 2} – число витков катушки, дополненное до ближайшего большего целого числа.

9. Внутренний диаметр обмотки, cм
· 10^-1 ,

где а₁₂– минимально допустимое изоляционное расстояние между обмотками НН и ВН (табл. 8),мм.
10. Наружный диаметр обмотки, cм
.

11. Расстояние между осями соседних стержней, см
С = + а₂₂ 10 ^–1,

где а₂₂ – минимально допустимое изоляционное расстояние между обмотками ВН соседних стержней (табл. 8), мм.
12. Охлаждаемая поверхность обмотки, м²,

а) при наличии радиальных каналов между всеми катушками
П_о2 =2· · с· k· n_кат2 ·( + а₂ )( а₂ +b10 ^–1)10 ^{– 4} ;

б) при наличии радиальных каналов только между двойными катушками
П_о2 =  · с· k · n_кат2· ( + а₂ )( а₂ +2b10 ^–1)10 ^{– 4} .
В этих формулах коэффициент k равен 0,75 и учитывает закрытые части поверхности обмотки изоляционными деталями.

---

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Потери в обмотках и отводах рассчитываются для рабочей температуры обмоток + 75^С. Отклонение расчетных потерь короткого замыкания от заданных не следует допускать более + 5 %.
1. Масса обмотки НН, кг,

а) медная обмотка

G_M1 = 2810 ^–5cw₁ П₁;

б) алюминиевая обмотка

G_А1 = 8,4710 ^–5cw₁ П₁.

2. Масса обмотки ВН, кг,

а) медная обмотка

G_M2 = 2810 ^–5cw₂ П₂;

б) алюминиевая обмотка

G_M2 = 8,4710 ^–5cw₂ П₂.

В этих формулах:

с – число стержней, с = 3;

П – сечение витка соответствующей обмотки, мм²;

D'_1,2 , D''_1,2 – внутренний и наружный диаметры обмоток, см;

w₂ – число витков обмотки ВН при номинальном напряжении.
3. Коэффициент добавочных потерь k_Д, который зависит от геометрических размеров проводников обмоток и их расположения по отношению к полю рассеяния трансформатора, определяется для каждой обмотки:

а) для прямоугольного провода

k_Д =1 + а^{4 ·} ,

где ;

б) для круглого провода
k_Д =1 + d⁴ ,
где .
В формулах, согласно рис. 16, принято:

n – число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном к направлению линий магнитной индукции поля рассеяния (рис. 16);

m – число проводников обмотки в направлении, параллельном направлению линий магнитной индукции поля рассеяния(рис. 16);

а – размер проводника в направлении

---

, перпендикулярном линиям магнитной индукции поля рассеяния(рис. 16);

b – размер проводника в направлении, параллельным линиям магнитной индукции поля рассеяния(рис. 16);

l – общий размер обмотки (высота);

d – диаметр круглого провода.

Значения а, b, dи l следует подставлять в формулу в см.


Рис. 16. К определению добавочных потерь в обмотках
Коэффициент приведения реального поля рассеяния k_р к идеальному параллельному полю рассеяния определяется по приближенной формуле

,

где а₁ и а₂ – радиальный размер обмоток НН и ВН, см;

а₁₂ – масляный канал между обмотками (табл. 8),мм;

l – общий размер обмотки (высота).

Обычно k_р колеблется в пределах 0,93  0,98.

Значения коэффициента добавочных потерь k_Д в обмотках достигают

для прямоугольного провода – 1,01  1,05;

для круглого провода диаметром менее 3,53 мм – 1,01.
4. Электрические потери в обмотках низкого напряжения с учетом добавочных потерь, Вт,

а) для медного провода

P_M1 = 2,4k_{Д 1} G_{М 1};

б) для алюминиевого провода

P_А1 = 12,75 k_{Д 1} G_{A 1}.

5. Электрические потери в обмотке высокого напряжения с учетом добавочных потерь, Вт,

а) для медного провода

P_M2 = 2,4k_{Д 2} G_{М 2};

б) для алюминиевого провода

P_{А 2} = 12,75k_{Д 2}  G_{A 2}.

6. Плотность теплового потока обмотки НН (потери в обмотке НН, отнесенные к единице охлаждаемой поверхности), Вт/м²

q₁ = илиq₁ =

---

.

7. Плотность теплового потока обмотки ВН, Вт/м²

q₂ = илиq₂ = .

8. Расчет электрических потерь в отводах сводится к определению длины проводников и массы металла в отводах:

а) сечение отвода принимается равным сечению витка, мм²,

П_отв = П_обм ;

б) длина проводов отводов (рис. 17), см

при соединении в звезду

l _отв7,5l,

при соединении в треугольник

l _отв14l,

где l – высота обмотки;

в) масса металла проводов отводов, кг

G_отв = l _отв П_отв10 ^{- 8},

где _М = 8900кг/м³ ,_А = 2700кг/м³;

г) электрические потери в отводах, Вт

P_отв1 = k G_{отв 1};

P_отв2 = k G_{отв 2};

где k – коэффициент, зависящий от материала обмоток,

медь – k = 2,4;

алюминий – k = 12,75.

Добавочными потерями в отводах пренебрегают.


Рис. 17. К определению длины отводов:

а – г – схемы соединения обмоток
9. Потери в стенках бака и других стальных деталях – потери на гистерезис и вихревые токи от полей рассеяния обмоток и отводов трансформатора. Поскольку при рациональной конструкции трансформатора потери в ферромагнитных конструктивных деталях составляют сравнительно небольшую часть потерь короткого замыкания, определение этих потерь для трансформаторов общего назначения проводится по приблизительной формуле

Р_10kS,

где S – полная мощность трансформатора кВА;

k – коэффициент, определяемый по табл. 22.

Таблица 22

Значения коэффициента k

Мощность, кВА	До 1000	1000 – 4000	6300 – 10 000	16 000 – 25 000	40 000 – 63 000
k	0,015–0,02	0,025–0,04	0,04–0,045	0,045–0,053	0,06–0,07

---

10. Полные потери короткого замыкания, Вт,

Р_К = Р_{М 1} + Р_{М 2} + Р_{отв М 1} + Р_{отв М 2} + Р_

или

Р_К = Р_{А 1} + Р_{А 2} + Р_{отв А 1} + Р_{отв А 2} + Р_.


8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Напряжение короткого замыкания U_к% может отличаться от заданного значения не более чем ± 5 %.

1. Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %
U_a = ,
где S – полная мощность трансформатора, кВА;

P_k – расчетные полные потери короткого замыкания, Вт.
2. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %
,

где k_р, , а_p – значения уточняются для реальных размеров обмоток трансформатора по формулам:

3. Напряжение короткого замыкания трансформатора, %
.

Как уже отмечалось, отклонение U_к от заданной величины не должно быть более ±5 %.

В тех случаях, когда полученное значение U_к % отличается более чем на ±5 % от заданной величины, то его изменение в нужном направлении может быть достигнуто за счет изменения его реактивной составляющей U_p.

Небольшие изменения U_p можно получить, изменяя осевой размер обмотки при соответствующем изменении радиальных размеров обмоток.

Более резкое изменение U_p достигается изменением ЭДС одного витка U_в и числа витков, которое может быть достигнуто изменением диаметра стержня магнитной системы d или индукции B_cв нем. Изменять в этих целях изоляционное расстояние

---