Электромагнитный расчёт трансформатора. Определение механических сил в обмотках. Составление Т-образной схемы замещения. Изучение конструкции и её особенностей для масляных трансформаторов. Технико-экономические показатели проектируемого трансформатора.
Аннотация к работе
Линейные токи в обмотках ВН и НН определяются по следующим формулам : , (1) где I1 - ток в обмотке НН, А;.Для надежной работы трансформатора его изоляция испытывается в соответствии с ожидаемыми перенапряжениями, величина которых полностью определяется характеристиками защищающих его нелинейных вентильных разрядников, а также от типа трансформатора и от класса напряжения. Номинальное напряжение обмотки ВН 10 КВ, наибольшее рабочее напряжение 12 КВ, исходя из этого, получаем испытательное напряжение: UИСПВН = 35 КВ; UИСПНН = 5 КВ. По испытательному напряжению находим изоляционные промежутки между обмотками, между обмотками и другими токоведущими частями.Активная Uka и реактивная Ukr составляющие напряжения короткого замыкания в процентах могут быть определены по формулам : , (3) где Рк - потери короткого замыкания, Вт; Sн - номинальная мощность трансформатора, ВА. ; ; (4) .В трансформаторах новой серии предусматривается бесшпилечная конструкция магнитопроводов с различными схемами шихтовки, которая выбирается исходя из полной мощности; для трансформаторов мощностью Sн?6300 КВА можно принять схему шихтовки магнитопровода с прямыми стыками на средней фазе (рисунок 1), как наиболее простую.Рекомендуемое значение индукции Вс в стержнях масляных трансформаторов при марке стали 3414 зависит, от мощности трансформатора Sн = 1600 КВА.Подробная конструкция главной изоляции обмоток масляного трансформатора для класса напряжения 10 КВ и испытательного напряжения Uисп= 35 КВ изображена на рисунке 2. Рисунок 2 - Главная изоляция обмотки ВН (штриховыми линиями показаны возможные пути разряда, определяющие размеры lц). На рисунке 2 введены следующие обозначения: lц1 и lц2 - выступы цилиндров (из электроизоляционного картона) за высоту обмоток НН и ВН; - толщина шайб и подкладок из электроизоляционного картона, установленных при испытательном напряжении 35 КВ; , - толщина изолирующих цилиндров между обмоткой НН и стержнем и между обмотками НН и ВН; - толщина между фазовой перегородки (между обмотками ВН разных фаз) выполняют из электроизоляционного картона; а1 и а2 - радиальные размеры обмоток; а12 и а22 - допустимые изоляционные размеры между обмотками; а01 - расстояние от обмотки до изоляционной части.Значение выбираем исходя из полной мощности трансформатора, материала обмоток и значения напряжения высокой стороны.Выбор типа обмоток трансформатора производится с учетом эксплуатационных и производственных требований, предъявляемых к трансформаторам. UB = 4,44?f?BC?ПС, (11) где f - промышленная частота, f = 50 Гц;.Винтовая обмотка. Эту обмотку применяют как обмотку НН в трансформаторах мощностью 100КВА и выше при больших токах (600…800А). Сечение каждого витка состоит нескольких параллельных проводов прямоугольного сечения в количестве от 6 до 100 штук. Провода располагаются плашмя в радиальном направлении.Расчет начнем с определения высоты провода с изоляцией b = b` - 0,0005 = 0,008 - 0,0005 = 0,0075 м. b’ определяем из графика, b’ = 0,008 м. Далее находим предварительное полное число катушек nkat2 для случая, когда каналы выполнены между всеми катушками. , (22) где l2 - высота обмотки, l2 = l1, м;. Итак, . примем WH2 = 617 витков.Согласно ГОСТ 16110-70 регулирование напряжения силового трансформатора осуществляется путем переключения ответвлений обмоток без возбуждения (ПБВ) после отключения всех обмоток трансформатора от сети и без перерыва нагрузки (РПН).3.1 Определение потерь мощности короткого замыкания. Потерями короткого замыкания (к.з.) Рк трансформатора называются потери, имеющие место в трансформаторе при установлении в одной из обмоток тока, соответствующего номинальной мощности и замкнутой накоротко другой обмотке. Эти потери могут быть разделены на следующие составляющие: 1) Основные электрические потери в обмотках НН и ВН - Росн1 и Росн2;.Напряжением короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называется напряжение UKH , которое следует подвести к зажимам одной из обмоток при короткозамкнутой другой обмотке, чтобы в обеих обмотках установился номинальные токи. Напряжение к.з. определяет падение напряжения в обмотках трансформатора, его внешнюю характеристику и токи короткого замыкания, ударный и установившийся.В начальный момент времени внезапного к.з. в обмотках трансформатора возникают значительные механические силы, которые могут разрушить обмотки. Наличие радиальной составляющей поля рассеяния вызывает появление сил Fp. Fp = 0,628• (ikm1•W1)2•b•kp•10-6, (39) где ікм1 - ударный ток к.з. для обмотки НН, А;. Fp = 0,628• (6,29·104•21)2• 1,423•0,95•10-6 = 1,481•106 Н.После проверки и корректировки потерь и напряжения к.з. определяется окончательные размеры пакетов стержней и ярма, их активного сечения, высоты стержня, размеры ярм и масса стали стержней и ярм.