Основные электрические величины

1 Основные электрические величины

Номинальные фазные напряжения (при этом принимаем во внимание, что при схеме звезда):

 В.

Номинальные токи. При схеме «звезда» I_ф = I_л

т.о. I₁ = I_1ф = 448,4 А; I₂ = I_2ф = 23,1 А

2. Определение основных размеров трансформатора

Данные для расчета:

-  металл провода обмоток – алюминий;

-  марка стали сердечника – 3411 (Э310);

-  толщина листов стали – 0,35 мм;

-  удельные потери в стали р₁₀= 1,75 Вт/кг;

-  магнитная индукция в стержнях В_с=1,6 Тл;

-  средняя плотность тока в обмотках j = 2 А/мм²;

Отношение веса стали к весу металла обмоток

,

где p_м – удельные потери в металле обмоток для алюминия p_м=12,75 Вт/кг.

ЭДС на один виток

 В/виток.

где С₀ – коэффициент определяемый формой катушек, материалом. При трехслойной конструкции, алюминий, круглая форма катушек

С₀ = 0,14…0,21 [4]. Примем С₀ =0,17.

Число витков в обмотке 1

 виток;

Число витков в обмотке 2

 витков.

Уточненное значение ЭДС на виток

 В/виток

Площадь поперечного сечения стали стержня сердечника
 см²;

Рисунок 2.1 Ступенчатая форма поперечного сечения стержня трансформатора

Число ступеней стержня сердечника n=6; [4]

Число каналов в сердечнике – сердечник без каналов;

Коэффициент заполнения площади описанного круга площадью ступенчатой фигуры k_кр=0,935 [4];

Изоляция стали – бумага;

Коэффициент заполнения ступенчатой фигуры сталью f_с=0,92 [4];

Диаметр круга, описанного вокруг стержня сердечника

 см.

Номинальная мощность обмотки 1 на стержень сердечника

 кВА;

где с – число фаз.

Номинальное напряжение обмотки 1 на стержень сердечника

 В;

Номинальный ток обмотки 1 на стержень сердечника

 А;

Число витков обмотки 1 на стержень сердечника

 виток;

Предварительная площадь поперечного сечения провода обмотки 1

 мм²;

Тип обмотки 1 – цилиндрическая двухслойная из провода прямоугольного сечения [2];

Номинальная полная мощность обмотки 2 на стержень сердечника

 кВА;

Номинальное напряжение обмотки 2 на стержень

 В;

Номинальный ток обмотки 2

 А;

Число витков обмотки 2 на стержень

 витков;

Предварительная площадь поперечного сечения провода обмотки 2

 мм²;

Тип обмотки 2 – многослойная цилиндрическая из провода круглого сечения [2].

Испытательное напряжение обмотки 1

 кВ; [4]

Испытательное напряжение обмотки 2

 кВ; [4]

Изоляционный цилиндр между обмоткой 1 и сердечником δ_цоне предусматривается;

Полное расстояние между обмоткой 1 и стержнем сердечника

δ_о=0,9 см; [4]

Расстояние между обмоткой и ярмом

l_о=3 см;

Толщина изоляционного цилиндра в промежутке между обмотками 1 и 2

δ_ц12=0,3 см;

Толщина каждого из двух вертикальных каналов

а_к12=0,5 см;

Полное расстояние между обмотками 1 и 2

 

δ₁₂=2^.а_к12+δ_ц12=2^.0,5+0,3=1,3 см;

Предварительная радиальная толщина обмотки 1 из алюминиевого провода при мощности одного стержня от 50 до 500 кВт δ₁= 3,6…4,4, принимаем δ₁=4 см [4].

Предварительная радиальная толщина обмотки 2 при предыдущих мощностях δ₂= 2,5…3, принимаем δ₂=2,7 см [4].

Предварительное приведенное расстояние между обмотками

см.

Средний диаметр обмотки 1

 см;

Средний диаметр обмотки 2

 см;

Средняя длина витка обмоток

 см.

Активная составляющая напряжения короткого замыкания

;

Индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания

;

Высота обмоток по оси стержня сердечника

 см;

где К_р= 0,95…0,97 – коэффициент учитывающий переход от средней длины магнитных линий потоков рассеяния к действительной высоте обмоток по оси стержня [4].

Рисунок 2.3 Предварительный эскиз расположения обмоток в окне трансформатора

Высота окна сердечника

 см.

Отношение высоты окна сердечника к диаметру стержня сердечника

,

При обмотках из алюминиевого провода в трансформаторах с масляным охлаждением l_c/D₀=4,2…5,2 [4]