Расчет основных электрических величин

Расчет основных электрических величин. Мощность одной фазы и одного стержня, кВА S = Где S –мощность трехфазного трансформатора, кВА; m – число фаз = 250 кВА; 1.2 Номинальная линейные токи на сторонах ВН и НН, А I = , Где U – номинальные линейное напряжение, В; Iном. вн = = 144,5 А Iном НН = = 630,25 А 1.3 Фазные токи на сторонах ВН и НН, А При схеме соединения «звезда» фазные токи равны линейным токам I ф ВН = 144.5 А Iф НН = 630,25 А 1.4 Фазные напряжения обмоток ВН и НН при схеме соединения «звезда» равны, В Uф. ВН = = 1734,1 В Uф НН = = 398.84 В 2. Выбор изоляционных расстояний 2.1 Выбор изоляционных расстояний Выбираем испытательные напряжение по табл.5.1 «1» для обмотки: ВН Uисп. ВН =18 кВ; для обмотки НН Uисп. НН = 5 кВ. По таблице 4.1 «1» выбираем тип обмоток.

Обмотка ВН при напряжении 3кВ и токе 144,5 А – многослойная – многослойная цилиндрическая из медного прямоугольного провода; обмотка НН при напряжении 0.69 кВ и токе 630.25 А – однослойная цилиндрическая из медного прямоугольного провода.

Для испытательного напряжения обмотки ВН Uисп. ВН =18 кВ по таблице 5.3 «1» находим изоляционные расстояния а12 = 0.9 см hо =2 см, а22 = 0,8; для обмоток НН Uисп. НН = 5 кВ по таблице 5.8 «1» находим а01 = 1.5 см . 2.2 Расчет основных размеров трансформаторов 2.2.1 Определяем диаметр стержня, см; Дo = , Где ар – ширина приведенного канала расстояния трансформатора, ар = а12 + (а1 +а2)/3 (а1 + а2)/ 3 . Кр . , Ккр – коэффициент канала расстояния, принимаем 0,8 табл. 6.3 «1». (а1 + а2) / 3 = 0.8 =0,8 . 3,98 = 3,18 см Ар = 0,9 + 3,18 = 4,08 см Uр – реактивная составляющая короткого замыкания, %, Uр = Ua = Pk /10 . S = =0,33% UP = =5,35 % - отношения основных размеров, принимаем = 1,2, табл. 6,1(1); Кр – коэффициент приведения идеального поля расстояния к реальному полю, принимаем Кр = 0,95 КЗ – коэффициент заполнения сталью, принимаем Кз = 0,9; Вс – магнитная индукция в стержне, принимаем Вс =1,65 Тл. До = 16 =18,9 см Принимаем нормализованный диаметр До = 20 см, где Пф.с = 278 см2 Пс по таблице 3.2(1) выбираем сталь марки 3405 толщиной: 0,3 мм с жаростойким покрытием с отжигом и коэффициентом заполнения сечения стержня (ярма) Кз = 0,96. 2.2.2 Определяем ЭДС витка, В Uв = 4,44 . f. Вс. Пс . 10-4, Где Пс - активное сечение стержня, см, Пс = Пф.с. Кз = 278 . 0,96 = 266,9 см2 Uв = 4,44 . 50 . 1,65 . 266,9 . 10-4 =9,78 В. 2.2.3 Определим высоту обмотки, см, Но = Д12 / , Где Д12 –средний диаметр между обмотками, Д12 = аср До аср. – для медных проводов аср. = 1,35 1,4 принимаем 1,4 Д12 = 1,4 . 20 = 28 см Но = = 73,27 см. 3. Расчет обмоток 3.1 Расчет обмоток НН 3.1.1 Число витков на одну фазу обмотки НН, нн = Uф.нн / Uв. = 398,84 / 9,78 = 40,78, принимаем 41. 3.1.2 Уточняем ЭДС одного витка, В Uв. = Uф.нн / нн = 2398,84 / 41 =398,84 В 3.1.3 Действительная индукция в стержне, Тл, Вс = Uв . 104 / 4,44 . f. Пс = 9,78 . 104 / 4,44 . 50 . 266,9 = 1,65 Тл 3.14 Рассчитаем ориентировочное сечение витка, мм Пв.нн = Iф.нн / Рис.1 Основные размеры трансформатора. Где -средняя плотность тока, принимаем =2,8 А/мм2 по табл.7.1(1) Пнн = 630,25 / 2,8 = 225,09 мм2 3.1.5 Определим число витков в одном слое, сл. = нн = 41 3.1.6 Ориентировочный осевой размер витка, см hв = Но / ( сл. +1) = 73,27 / (41 + 1) =1,74 см Рис.2 Определение осевого размера витка и радиального размера для витковой обмотки: а – одноходовой; б –двухходовой.

Выбираем по табл.7.2(1) провод для многослойной цилиндрической обмотки прямоугольного сечения: ПБ 3 = 3 . 75,64 мм2 = 226,92 мм2, т.е. три провода в витке Пв.нн = 226,92 мм2 3.1.7 Уточняем плотность тока, А/мм2 Рис.3 Определение радиальных размеров обмотки. нн = I ф.нн /Пв.нн 630,25 / 226,92 А/мм2. 3.1.8 Уточняем высоту обмотки, см Но = hв ( сл. + 1) +1 1,74(41 + 1) + 1 =74,08 см. 3.1.9 Определяем радиальный размер обмотки, см, а1 = а/ = 4,25 см. 3.1.10 Внутренний диаметр обмотки, см, Д/1 = До + 2а1 =18,9 + 2 . 4,25 = 27,4 см. 3.1.11 Наружный диаметр, см, Д//1 = Д/1 + 2а1 = 27,4 + 2 . 4,25 = 35,9 см. 3.2 Расчет обмотки ВН 3.2.1 Число витков на одну фазу обмотки ВН на основном ответвлении, вн = нн. Uф.вн / UФ.НН = 41 . 1734,1 / 398,84 = 178,26 = 178. 3.2.2 Число витков на одной ступени регулирования, р = 2,5 вн / 100 = 2,5 . 178 / 100 = 4,45 =5. 3.2.3 Число витков на ответвлениях, + 5% вн = н.вн + 2 р = 178 + 2 . 5 = 188 + 2,5% вн = н.вн + р = 178 + 5 = 183, Номинальное напряжение н.вн = 178 - 2,5% вн = н.вн - р = 178 – 5 = 173 -5% вн = н.вн - 2 р = 178 – 2 . 5 =168. 3.2.4 Ориентировочная плотность тока А/мм2, вн = 2 - Iнн = 2 . 2,8 – 2,8 = 2,8 А/мм2 3.2.5 Ориентировочное сечение витка, мм2, Пв.вн = Iф.вн / вн = 144,5 / 2,8 = 51,6 мм2, Выбираем многослойную цилиндрическую обмотку из прямоугольного провода по табл.5.2(2) ПБ а в = 14,0 5,6. 3.2.6 Полное сечение витка, мм2, Пв = ппр. Ппр, Где nпр. – число параллельных проводов; Ппр. – сечение одного провода, табл.5.2 (2), Пв = 3. 14,0 5,6 = 3 . 78,4 = 235,2 мм2. 3.2.7 Уточняем плотность тока, А/мм2, вн = Iф.вн / Пв = 144,5 / 235,2 = 0,6 А/мм2. 3.2.8 Вычислим число витков в слое, сл. = Но / (nпр d/) – 1 = 73,27 / (3 . 5,6) – 1 = 4,6 5. 3.2.9 Определим число слоев в обмотке, nсл. = вн / сл. =178 / 41 = 4,34, принимаем 5. 3.2.10 Рабочее напряжение двух слоев, В, Uм сл. = 2 сл Uв = 2 . 41 . 9,78 = 801,96 В Межслойную изоляцию по табл.5.5 (1) выбираем в два слоя кабельной бумаги – 0,12 мм, выступ изоляции на торцах обмотки 1 см на одну сторону. 3.2.11 Радиальный размер обмотки, см, а2 = d/сл. + м сл.(nсл. – 1), где м сл число слоев и толщина кабельной бумаги, табл.5.5 (1), а2 = 5,6 . 5 + 0,012 . 2(5 -1) =28,096 см 28 см. 3.2.12 Внутренний диаметр обмотки, см, Д/2 = Д//1 + 2а12 = 35,9 + 2 .0,9 = 37,7 см. 3.2.13 Наружный диаметр обмотки, см Д//2 = Д/2 + 2а2 = 37,7 + 2 . 28 = 93,7 см. 4.