--PAGE_BREAK--
5. Окончательный расчет магнитной системы.
5.1 Определение размеров пакетов и активной площади стержня и ярма.
Определение размеров магнитной системы и массы стали по § 8.1. Принята конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3404 толщиной0,35 ммпо рис. 8.14. Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по табл. 8.3 для стержня диаметром 0,260 м без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня 8, в сечении ярма 6.
Размеры пакетов в сечении стержня и ярма по табл. 8.3
Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма) 0,238 м. Площадь ступенчатой фигуры сечения стержня по табл. 8.7
см2 м2; ярма –см2 м2.
Объем, угла магнитной системы
см2 м2.
Активное сечение стержня
м2.
активное сечение ярма
м2.
Объем стали угла магнитной системы
м3.
Длина стержня
м.
где l
´0и l
˝0 — расстояния от обмотки до верхнего и нижнего ярма.
Расстояние между осями стержней
м.
а)
б)
Рис. 6. Магнитна система трансформатора:
а)сечение стержня и ярма; б) основные размеры магнитной системы.
5.2 Определение массы стержня и ярма.
Масса стали угла магнитной системы
кг.
Масса стали ярм
кг.
Масса стали стержней
кг.
где кг;
кг.
Общая масса стали
кг.
5.3 Определение потерь в стали магнитопровода (расчет потерь Х.Х.).
Расчет потерь холостого хода по § 8.2.
Индукция в стержне
Тл.
Индукция в ярме
Индукция на косом стыке
Тл.
Площади сечения немагнитных зазоров на прямом стыке среднего стержня равны соответственно активным сечениям стержня и ярма.
Площадь сечения стержня на косом стыке
м2.
Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков по табл. 8.10
для стали марки 3404 толщиной 0,35 мм при шихтовке в две пластины:
при Тл Вт/кг; Вт/м2;
при Тл Вт/кг; Вт/м2;
при Тл Вт/м2;
Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне, с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев для определения потерь применим выражение:
;
На основании § 8.2 и табл. 8.12 принимаем ; ; ; ; .
По табл. 8.13 находим коэффициент .
Тогда потери холостого хода
Вт.
или 3402∙100/3100 = 100,9 % заданного значения.
5.4 Определение тока холостого хода.
Расчет тока холостого хода по § 8.3.
По табл. 8.17 находим удельные намагничивающие мощности:
при Тл В·А/кг; В·А /м2;
при Тл В·А/кг; В·А /м2;
при Тл В·А /м2.
По § 8.3 и табл. 8.12 и 8.21 принимаем коэффициенты:
; ; ; ; ; .
находим по табл. 8.20.
Для принятой конструкции магнитной системы и технологии ее изготовления используем
Намагничивающая мощность холостого хода
;
В∙А.
Ток холостого хода
%,
или %, заданного значения.
Активная составляющая тока холостого хода
%.
Реактивная составляющая тока холостого хода
%.
6. Тепловой расчет и расчет системы охлаждения трансформатора
6.1 Поверочный тепловой расчет обмоток.
Тепловой расчет обмоток (по § 9.5).
Внутренний перепад температуры:
Обмотка НН по рис. 9.9
ºС,
где δ – толщина изоляции провода на одну сторону, δ = 0,25∙10-3м; q– плотность теплового потока на поверхности обмотки; λиз – теплопроводность бумажной, пропитанной маслом изоляции провода по табл. 9.1.
λиз = 0,17 Вт/(м∙ºС);
Обмотка ВН по (9.9) и рис. 9.9
ºС,
Перепад температуры на поверхности обмоток:
обмотка НН
ºС,
где k=0,285 для цилиндрической обмотки по (9.19).
обмотка ВН
ºС,
где k1 = 1,0 для естественного масляного охлаждения; k2= l,0 для наружной обмотки; для внутренней катушечной обмотки k2= l,1; kз = 0,95 по табл. 9.3 для hк/a = 4,5/40,
hк – ширина масляного канала; a
-глубина канала(ширина обмотки);
Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу:
обмотка НН
ºС,
обмотка ВН
ºС,
6.2 Расчет системы охлаждения
(расчет бака, радиаторов, охладителей и т.д.).
Тепловой расчет бака (по § 9.6.). По табл.9.4 в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию гладкого бака с радиаторами и прямыми трубами по рис. 9.16. минимальные внутренние размеры бака — по рис. 9.18, а и б.
Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака. До окончательной разработки конструкции внешние габариты прессующих балок принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.
Минимальная ширина бакапо рис. 9.18, а, б
.
Изоляционные расстояния:
(изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до собственной обмотки ) =40 мм (для отвода Uисп = 85 кВ, покрытие 4 мм, расстояние до стенки бака по табл. 4.11);
(расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до стенки бака) =42 мм
(для отвода Uисп= 85кВ, покрытие 4 мм, расстояние до стенки бака по табл. 4.11);
(изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН) = 25 мм (для отвода Uисп= 5 кВ, без покрытия, расстояние до стенки бака по табл. 4.11);
(изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака)= 90 мм
(для отвода Uисп= до 35 кВ, для обмотки Uисп=85 кВ, отвод без покрытия по табл.4.12).
(диаметризолированного отвода от обмотки ВН, равный , или размер неизолированного отвода НН, равный 10-15мм.) = 10;
(диаметризолированного отвода обмотки ВН) = 20;
Ширина бака
м.
Принимаем В =0,66мпри центральном положении активной части трансформатора в баке.
Длина бака
м.
где С – расстояние между осями стержней (см.пункт «Расчет магнитной системы»).
Высота активной части
м.
где lc
– высота стержня;
h
Я– высота ярма (равна высоте наибольшего пакета в сечении ярма. см. пункт «Расчет магнитной системы трансформатора»);
n–толщина бруска между дном бака и нижним ярмом.
Принимаем расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над ярмом переключателя ответвлений обмотки ВН по табл. 9.5
м,
Глубина бака
м,
Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки
продолжение
--PAGE_BREAK--