close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

МАЁ1

код для вставкиСкачать
1. Определение основных электрических величин
Перв. примен.
Мощность одной фазы в соответствии с 3.1 [1]
Sф =
Sн
,
m
(1.1)
где S н -номинальная мощность трансформатора;
т-число фаз.
Sф =
1600
=533,33 кВ·А.
3
Мощность на одном стержне в соответствии с 3.2 [1]
S`=
Sн
,
c
(1.2)
где с-число активных стержней трансформатора.
S`=
1600
=533,33 кВ·А.
3
Справ. №
Номинальный линейный ток обмоток ВН и НН в соответствии с 3.3 [1]
Sн 103
Iн =
,
3Uн
(1.3)
где U н - номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки ВН или НН
1600103
= 153,96 А ;
3  6000
1600103
I1=
=2309,4 А
3  400
I2=
Согласно 3.4 [1] величины фазных напряжений
Uí
,
3
6000
Uф2 
 3464,1 В;
3
400
Uф1 
 230,94 В.
3
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Uô 
(1.4)
Испытательное напряжение обмоток согласно табл. 3.1 [1]:
для обмотки ВН U исп. =25 кВ;
для обмотки НН U исп. =5 кВ.
В качестве материала обмоток алюминий.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания согласно 3.8 [1]
PK
.
10Sн
16500 = 1,03 %.
uа =
10 1600
uа =
(1.5)
Реактивная составляющая согласно 3.9 [1]
uр = (uk2  ua2 ) .
(1.6)
uр= (62  1,032 ) =5,911 %
Для испытательного напряжения обмотки ВН U исп. =25кВ по табл. 4.5 [1] находим изоляционные
расстояния:
канал между обмотками ВН и НН………………………………………………. a12 =20мм;
расстояние от обмотки ВН до ярма……....................................................................... l 02 =50мм;
расстояние между обмотками ВН двух соседних стержней ………….................. a22 =18 мм;
Для U исп. =5 кВ по табл. 4.6 [1] находим расстояние от стержня до обмотки НН… a01 =15мм.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
4
Перв. примен.
2. Расчёт основных коэффициентов трансформатора۬
Для определения величины ар-ширины приведенного канала рассеяния, вначале необходимо
рассчитать значение
a1  a2  по согласно формуле 4.4 [1]
3
a1  a2  = k  4 S` 10 ,
(2.1)
3
где значение k из табл. 4.7 [1] k =0.625
a1  a2  = 0,625 4 533,33 10=30,04 мм
3
После чего определяется величина ар согласно 4.5 [1]
Справ. №
a p  a12 
a1  a2 
(2.2)
3
ар=20+30,04=50,04 мм
Согласно рекомендациям главы 4 [1] выбираем трёхфазную стержневую шихтованную магнитную
систему с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем (рис. 2.1).
Ï î ëî æåí èå 1
Ï î ëî æåí èå 2
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Рис 2.1 Порядок сборки плоской магнитной системы с четырьмя косыми и тремя прямыми стыками.
Согласно табл. 4.1 [1] прессовка стержней осуществляется бандажами из стеклоленты ,
а прессовка ярма - балками, стянутыми стальными полубандажами. Материал магнитной системы
- холоднокатаная текстурированная рулонная сталь марки 3404 толщиной 0,35 мм.
Величина индукции в стержне трансформатора предварительно выбирается по табл. 4.8 [1 ]
Вс =1,6 Тл.
В сечении стержня по табл. 4.2 [1] 8- ступеней, коэффициент заполнения круга Ккр=0,928.
В соответствии с табл. 4.3 [1] изоляция пластин—нагревостойкое изоляционное покрытие,
коэффициент заполнения сталью К з =0,97
Кс  К з  Ккр
К с =0,97 · 0,928=0,9
(2.3)
Ярмо многоступенчатое, число ступеней 7, коэффициент усиления ярма К я =1,025
(табл. 4.1 [1]).
Индукция в ярме согласно 4.6 [1]
Bc
.
KЯ
1,6
Вя=
 1,561 Тл.
1.025
Вя =
(2.4)
Число зазоров в магнитной системе на косом стыке - 4, на прямом - 3.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
5
Перв. примен.
Индукция в зазоре на прямом стыке согласно 4.7 [1]
Вз''  Вс =1,6 Тл.
на косом стыке согласно 4.8 [1]
(2.5)
Вc
.
2
1,6
 1,1314 Тл.
Вз' =
2
Вз' =
(2.6)
Вт
Вт
; р я =1,207
(табл. 4.9 [1]).
кг
кг
В А
В А
Удельная намагничивающая мощность qc =1,775
; q я =1,575
(табл. 4.10 [1]).
кг
кг
В А
Для зазоров на прямых стыках q з'' =23500 2
м
В А
'
Для зазоров на косых стыках q з =2971 2 (табл. 4.10 [1]).
м
Справ. №
Удельные потери стали pc =1,295
По табл. 4.11 [1]находим коэффициент, учитывающий отношение основных потерь в обмотках к
потерям короткого замыкания, К Д =0,9 и по табл. 4.12 [1] и 4.3 [1] определяем постоянные
коэффициенты для алюминиевых обмоток, а=1,4628 и b=0,3125
Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному К р для широкого диапазона
мощностей трансформаторов изменяется в узких пределах
от 0,93 до 0,97 , принимаем К р =0,95
Диапазон изменения β от 1,2 до 3,0 (табл. 4.14 [1]).
Определяем основные коэффициенты согласно 4.15, 4.18, 4.28, 4.29 и 4.39 [1].
S a p K p
fu p Bc2 K c2
Подпись и дата
А=89,79 4
Инв. № дубл.
А=89,79 4
(2.7)
533,33 50,04  0,95
=227,718
50  5,9111,62  0,92
А1=5,663·10-5·Kc·A3·a
А1=5,663·10-5·0,9·227,7183·1,4628=880,372 кг
(2.8)
A2=3,605·10-5·Kc·A2·l0
(2.9)
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
A2=3,605·10-5·0,9·227,718²·50=84,123 кг
B1=2,4·10-5KcКяА3(а+b+e),
где е=0,41—постоянный коэффициент при мощности 1000 кВ·А и выше
B1=2,4·10-5·0,9·1,025·227,718³·(1,4628+0,3125+0,41)=571,322 кг
B2=2,4·10-5КсКяА2(а12+a22)
B2=2,4·10-5·0,9·1,025·227,7182(20+18)=43,627 кг
(2.10)
(2.11)
Sa2
(2.12)
,
K Д Кс2 Вс2ua A2
где для алюминия К0=1,2·104 ;
К Д - учитывает добавочные потери в обмотках, потери в отводах, стенках охлаждающего бака и
С1=К0
других металлических конструкциях трансформатора от гистерезисных и вихревых токов, от
воздействия поля рассеяния по табл. 1 [4.11] К Д =0,9.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
6
Перв. примен.
С1=1.2·104
16001,46282
=412,166 кг
0,9  0,92 1,62 1,03 227,7182
Согласно 4.51 [1]
Рк
а А
16500
М=0,156·10-3· 37,0972 ·0,9·0,95
=9,092 МПа,
1,4628 227,718
М  0,156 103  К кз2  К Д  К р 
(2.13)
где согласно 4.25 [1]
U а

100
Ккз=1,41
(1  e U Р )
UK
(2.14)
 1, 03
Справ. №

100
Ккз=1,41
(1  e 5,911 ) =37,097 .
6
Минимальная стоимость активной части трансформатора будет при выполнении условия 4.42 [1]
x5 + Bx4 – Cx – D = 0 ,
(2.15)
2 В  А2
;
В  2
3
В1
2 43,627  84,123
=0,1491 .
В 
3
571,322
А
С 1 ;
3В1
880,372
=0,5136.
С
3  571,322
2 C1
D
k k ,
3 В1 о,с u,р
(2.16)
(2.17)
(2.18)
где из табл. 4.15 [1] ko.c. =2,36, для алюминиевого провода kи. р. =1,13 .
2 412,166
D 
 2,36 1,13 =1.283
3 571,322
x5 + 0,1491x4 – 0,5136x –1.283= 0
(2.19)
решением этого уравнения будет х=1,1
откуда β= x4
β= 1,1 4=1,4641
соответствующий минимальной стоимости активной части Са' .ч.
Находим предельные значения β по допустимым значениям плотности тока и растягивающим
механическим напряжениям согласно 4.47 и 4.49 [1] .
х j  2,7 12,75
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
где
С1
.
К Д Рк
хj  2,7 12,75 412,166
0,9 16500
(2.20)
=1,606
Инв. № подл.
 j = x 4j = 1,606 4=6,652
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
7
х  3 25
Справ. №
Перв. примен.
M
(2.21)
.
х  3 25
9,092
=1,4 .
 = x4 = 1,44=3,84 .
Масса одного угла магнитной системы согласно 4.31 [1]
Gy=0,486·10-5·Kc·Кя·А3·х3 .
Gy=0,486·10-5·0,9·1,025·227,7183·х3 =52,94 х3 .
(2.22)
Активное сечение стержня согласно 4.44a [1].
Пс=0,785KсА2х2 .
Пс=0,785·0,9·227,7182·х2 =36635,9 х2 .
(2.23)
Площадь зазора на прямом стыке П з'' =Пс=36635,9 х2 .
На косом стыке согласно.
П з' =Пс· 2 .
П
'
з =36635,9 ·
(2.24)
2 .
2 =51810,987х
Потери холостого хода согласно 4.43 [1].
(2.25)
Рx  kп,д рс (Gc  0,5kп,уGу )  kп,д ря (Gя  6Gу  0,5kп,уGу ),
где k п.д. =1,15- коэффициент добавочных потерь для стали 3404 из табл. 4.16 [1];
k п.у. =10,18- коэффициент, учитывающий увеличение потерь в углах магнитной системы из табл.
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
4.17 [1];
удельные потери рс и р я из табл. 4.8 [1]
Px  1,15 1,295 Gc  0,5 10,18  Gy  
 1,15 1,207  Gя  6  Gy  0,5 10,18  Gy 
Рx  1,4893Gc  1,388Gя  6.317Gу .
.
Намагничивающая мощность согласно 4.44 [1]
 kт.д
 qc (Gc  0,5kт.уkт.плGy )  kт.д
 kт.д
 qя (Gя  6Gу 
Qx  kт.д
6
  qз nз Пз ,
 0,5k т.уk т.плGy )  10 k т.д
(2.26)
где kТ . ПЛ =1,5 – коэффициент определяемый по величине расчетного значения d=Ax
по табл. 4.22 [1];
'
kТД
. =1,2 – коэффициент для стали марок 3404 и 3405 с отжигом пластин;
''
kТД
=1,07 – коэффициент для трансформаторов мощностью от 1000 до 6300 кВ·А ;
kТУ =42,45– коэффициент для различного числа углов с косыми и прямыми стыками пластин по \
табл. 4.23 [1] .
Qx  1,2 1,07 1,775 (Gc  0,5  42,45 1,5Gy )  1,2 1,07 1,575
Инв. № подл.
Подпись и дата
 (Gя  6Gу  0,5  42,45 1,5Gу)  106 1,07  23500 3  36635,9x2 
 10 6 1,07  2971 4  51810,987х2.
Qx  2,2578 Gc  2  Gÿ  168,913 Gy  119,257  x 2
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
8
Перв. примен.
Масса металла обмоток согласно 4.38 [1]
G0 
C1
,
x2
(2.27)
Масса провода
k·Gо=1,1 Gо,
где k=1,1 – коэффициент учитывающий массу изоляции алюминиевого провода.
(2.28)
Обмотка ВН при обычном регулировании напряжения на ±2·25% имеет на ступени 5% массу метала,
повышенную на 5% по отношению к номинальной ступени. Для двух обмоток ВН и НН это
превышение составляет около 3%, поэтому масса провода
(2.29)
Gпр. = 1,1·1,03 Gо.
Коэффициент отношения стоимости обмоточного провода к стоимости трансформаторной стали из
табл. 4.15 [1] для стали 3404
С0
Сст.
Кос.  2,36
Справ. №
Кос. 
Плотность тока согласно 4.45 [1].
J=
К Д РК
,
КG0
(2.30)
где К=12,75 – коэффициент для алюминия.
(2.31)
Основные размеры трансформатора:
Диаметр стержня согласно 4.15 [1].
d=A· x .
d=227,718· x
Средний диаметр витка двух обмоток согласно 4.9 [1].
d 12 =ad .
d 12 =1,4628·d
Высота обмотки согласно 4.12 [1].
l=
  d12

(2.32)
(2.33)
(2.34)
Расстояние между осями соседних стержней согласно 4.25 [1].
С=aAx+a12+bAx+a22
С= d 12 +20+0,3125d+18
(2.35)
Дальнейший расчет по выше приведённым формулам, для пяти значений
β (от 1,2 до 3) проводим в форме таблицы.
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Величина растягивающего напряжения в обмотках согласно 4.45 [1].
р=М∙х3 .
р=9,092·х3.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Таблица 2.1Лист
9
Перв. примен.
Предварительный расчет ТМ 63/10 с плоской шихтованной магнитной системой и алюминиевыми
обмотками.
β
A1
кг.
 A2  x2 ,
x
кг.
Gя  B1  x3  B2  x2 ,
Gст  Gc  Gя ,
кг.
3
Gy  19,443 x ,
кг.
Px  1,342  Gc  1,281 Gя 
Вт
 5,664  Gy
ВА.
Qx ,
Gc 
Справ. №
I0 
Qx ,
10 S
%
C1 162,44
,

x2
x2
Gпр.  1,11,03 G0 ,
Са.ч. ,
G0 
кг.
кг.
у.е.
К Д  Рк
А
,
k  G0
мм2
 р  M  x3  3,36  x3 ,
МПа.
d=A·x=164,818·x ,
d 12 =a·d=1,484·d ,
  d12 мм.
l

мм.
мм.
C  a  A  x  a12  b  A  x  a22
,
1.425
1.95
2.475
3
1.027
76.839
70.64
67.1
64.813
63.201
74.93
52.181
129.02
73.136
143.78
92.12
159.2
109.82
174.63
126.56
189.76
57.49
132.4
3.899
5.5041
6.963
8.3273
9.6197
4.3
206.09
235.35
264.9
293.94
322.22
213
1056
1355.1
1631.7
2424.6
2140.6
1130.9
1.676
2.1509
2.59
3.8485
3.3977
1.79
31.8
31.8
31.8
31.8
31.8
31.8
36.029
194.06
36.03
208.82
36.0296
224.28
36.03
239.67
36.03
254.8
36
197.4
0.7
0.7504
0.796
0.8386
0.878
0.71
1.939
2.7376
3.463
4.1419
4.7847
2.14
96.74
139.46
108.52
156.45
117.374
169.207
124.58
179.6
130.72
188.45
99.99
144.14
486.58
344.73
272.46
227.86
197.24
440.72
222.97
248.06
266.9
282.25
295.32
229.89
мм.
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
J=
0.9
Рис.2.2 Зависимость плотности тока от  .
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
10
Перв. примен.
Справ. №
Рис.2.3 Зависимость стоимости активной части от  .
Рис.2.5 Зависимость потерь от  .
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Рис.2.4 Зависимость механического напряжения от  .
Рис.2.6 Зависимость потерь и ток холостого хода.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
11
Перв. примен.
Основываясь на данных графика рис.2.6 выбираем нормализованный диаметр d =100 мм.
и  =1,027
Активное сечение стержня согласно (2.23)
Пс=6695,24 х2
(2.36)
Пс=6695,24·1,00662=6877,33мм².
Высота стержня согласно 8.5 [1].
l c =l+2·l 0 2
l c =440,72+2·20=480,719 мм.
Электродвижущая сила одного витка солгано 6.8 [1].
uв =106  4,44·f·Bc·Пс
uв =106  4,44·50·1,6·6877,33=2,4428 В.
(2.37)
(2,38)
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Справ. №
Рис.2.6 Определение оптимального значения  и диаметра стержня d.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
12
3. Расчет обмоток НН и ВН
Перв. примен.
3.1 Расчет обмотки НН
Число витков обмотки НН согласно 6.6 [1].
U ф1
.
uв
398,37
=163,078 витков
1 =
2,4428
1 =
(3.1)
Принимаем 1 =164 витка.
Напряжение одного витка согласно 6.7 [1].
Справ. №
uв 
U ф1
(3.2)
1
398,37
uв =
=2,429 В.
164
Средняя плотность тока в обмотках согласно 6.7 [1].
РкU B
.
Sн d12
1700 2,429
А
=2,042
.
J cp  4,63  0,97 
63144,146
мм2
J cp  4,63 k Д
(3.3)
Сечение витка ориентировочно согласно 6.2 [1].
I1
.
J cp
52,715
П1' =
=25,812 мм 2
2,042
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
П1' 
(3,4)
Используя табл. 4.4 [1] по мощности трансформатора 63 кВА, току на один стержень 52,715 А,
номинальному напряжению обмотки 690 В и сечению витка
25,812 мм² выбираем конструкцию цилиндрической обмотки из алюминиевого провода.
Считаем обмотку однослойной.
ωсл1 = ω1
ωсл1= 164
Ориентировочный осевой размер витка, мм, согласно 6.11 [1]
hв1=l1 / (ωсл1+1).
(3.5)
(3.6)
hв1=440, 72/ (164+1) =2, 6710 мм;
По таблице 1 [6,2] выбираем АПБ на ребро
nв1 
ab
a`b`
а  b- диаметр провода без изоляций;
a`  b`- диаметр провода с изоляцией;
АПБ
2,6510
3,110,45
Сечение витка составляет П1=26 мм2;
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
13
Перв. примен.
Осевой размер обмотки, мм, согласно 6.15 [1]
l1=hв1 (ωсл+1) + (5 ÷15)
(3.7)
l1= 2, 6710  (164+1) +5=445,719мм;
Радиальный размер обмотки НН, мм по 6.16 [1]
а1=а'
(3.8)
а = 3,1 мм ;
Справ. №
Внутренний диаметр обмотки по 6.18 [1]
D1'  d  2  a01.
D1'  100  2  4  108 мм.
(3.9)
Внешний диаметр обмотки по 6.19 [1]
D1"  D1'  2  a1 .
D1"  108  2  3,1  114,2 мм.
Полученная плотность тока по 6.14 [1]
(3.10)
J1=I1/П1,
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
J1 
(3.11)
52.715
=2,04 А/мм2;
26
Полная охлаждаемая поверхность обмотки НН, м2. по 6.20 [1]
По1= сk3π(D1'+ D″1)l1·10-6,
По1=3۬۬۬۬·0,75·3,14·(108+114,2)·445,719·10-6=0,6997 м3;
Масса метала согласно 7.4 [1]
G0 = 8,47·10-6c Dср W·П,
G0=8,47·10-6·3·111,1·164·26= 12,037 мм;
Основные потери в обмотке согласно 7.2 [1]
Росн = k J2G0,
Pосн= 12,75·2,042·12,037= 640,105 Вт;
kА= 12,75 - для алюминиевого провода;
Коэффициент добавочных потерь можно определить из выражений:
Для алюминиевого прямоугольного провода по 7.7 [1]
Кд1 = 1+0,037·10-4 β2 a4n2;
Кд1 = 1+0,037·1-4·1,09582·104=1,001;
где β – для прямоугольного провода по 7.9 [1]
вm
Kp
l
2,65 164
=
 0,95=1,0958;
445,719
(3.12)
(3.13)
(3.14)
(3.15)

(3.16)
Кp – коэффициент Роговского, Кp  0,95.
Плотность теплового потока согласно 6.22 [1]
q1 = Росн ۬·К д 1/По1
,
(3.17)
640,1051,001
q1 =
=915,729 Вт/м2;
0,6997
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
14
Справ. №
Перв. примен.
3.2 Расчет обмотки ВН
Выбираем схему регулирования согласно рис. 3.1 c выводом концов всех трёх фаз обмотки к одному
трёхфазному переключателю. Контакты переключателя должны быть рассчитаны на рабочий ток не
менее 3,7 А.
Рис.3.1 Схема регулирования напряжения
Число витков в обмотке ВН при номинальном напряжении согласно 6.33 [1]
U ф2
.
Uф1
5773,5
2  164
 2376,811 витков. Принимаем 2377
398,37
2  1 
(3.18)
Число витков на одной ступени регулирования согласно 6.34 [1]
U
,
(3.19)
3  uв
где U - напряжение на одной ступени регулирования обмотки или разность напряжений двух
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
p 
соседних ответвлений.
250
 59,42 витков.
3  2,43
Принимаем  p  60 витков.
p 
Для пяти ступеней регулирования:
Напряжение В:
Число витков на ответвлениях:
10500 2377+2۬۬۬·60=2497
10250 2377+60= 2437
10000
2377
9750 2377-60= 2317
9500 2377-2·60= 2257
Ориентировочная плотность тока согласно 6.39 [1]
J 2'  2  J cp  J1
(3.20)
J 2'  2  2,0422  2,04  2,042
A
мм2
Ориентировочное сечение витка согласно 6.1 [1]
I2
.
J 2'
3,6373
П2' 
 1,781мм2 .
2,042
П2' 
(3.21)
По табл. 4.4 [1] выбираем многослойную цилиндрическую обмотку из алюминиевого круглого
провода. В соответствии с табл. 6.1 [1] выбираем провод марки
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
15
d2
,
d 2'
где d 2 и d 2' -диаметры провода соответственно без и с изоляцией.
1,5
ÀÏÁ  .
1,8
Сечение витка составляет П2  1,77мм2 .
Перв. примен.
АПБ
(3.22)
Плотность тока в обмотке согласно 6.43 [1]
I2
.
П2
3,6373
A
.
J2 
 2,0549
1,77
мм2
J2 
(3.24)
Число витков в слое по 6.44 [1]
l
1.
d 2'
440,72

 1  243,84 витка. Принимаем 244 витка.
1,8
Справ. №
сл2 
ñë2
Число витков в обмотке по 6.45 [1]
2  2   р
.
сл2
2377  2  60
Nсл2 
 10,27 слоёв.
244
N сл2 
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Принимаем N ñë2  11слоёв.
Инв. № подл.
(3.25)
СЛОИ
1-10
(3.26)
Таблица 3.1
Число витков в слоях:
ВИТКИ
РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ
ВИТКИ
ОСНОВНЫЕ
2257
183
11
всего
57
2497 витков
Разделяем обмотку на две концентрические катушки, содержащие соответственно внутренняя и
внешняя 4 и 7 слоёв. Катушки разделены согласно табл. 6.7 [1] масляным каналом шириной
'
a22
 6 ìì .
Рабочее напряжение двух соседних слоёв обмотки по 6.46 [1]
U м.сл.  2  сл2  ив .
(3.27)
U ì .ñë.  2  244  2,43  1180,54 В.
По табл.1 [5.1] находим: межслойные изоляции – кабельная бумага толщиной
  =0,12 мм. , n =3 слоёв. Выступ изоляции на торцах обмотки 16 мм.
Радиальный размер обмотки по 6.47 - 6.49 [1]
'
(3.28)
a2  d2'  Nсл2  n  Nсл2 1  a22
 3.
a2 =1,8·11+3·0,12·(11-1)+6+3=29,4 мм.
Внутренний диаметр обмотки ВН по 6.54 [1]
D2'  D1''  2  a12 .
D2'  114,2  2  9  132,2 мм.
Внешний диаметр обмотки по 6.53 [1]
D2"  D2'  2  a2 .
D2"  132,2  2  29,4  191мм.
(3.29)
(3.30)
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
16
Перв. примен.
Расстояние между осями стержней
C  D2''  a22 .
С=191+8=199 мм.
Масса металла обмотки ВН по 7.4 [1]
(3.31)
G02  8,47 106  c  Dcp2 (2  2  p )  П2 ,
(D'  D2'' )
где Dcp2  2
.
2
G02  8,47 106  3 161,6  (2377  2  60) 1,77  18,193кг.
(3.32)
Масса провода обмотки согласно табл.3.33 [1]
Gпр2  (1 3,3 0,03)  G02 .
Gïð 2  (1  3,3  0,05) 18,193  21,195 кг.
(3.33)
Справ. №
Добавочные потери в обмотке согласно 7.8, 7.10 [1]
K Д 2  1  0,017104  12  d24  n2 ,
где 1 
(3.34)
d2  m
 kp ;
l
m – число проводников по высоте сечения катушки;
n  N сл2 .
1 
KÄ2
1,5  244
 0,95  0,827 ;
440,72
 1  0,017 104  0,8272 1,54 112  1,00071.
Ï
02
(3.35)
 106  3 1,5  0,83   132,2  191 440,72  1,67ì 2 .
Плотность теплового потока согласно 6.41 [1]
q2 
Pосн2
k ,
П02 Д 2
(3.36)
где Pосн2  12,75 J 22  G02 .
Pîñí 2  12,75 2,05492 18,193  980 Вт.
980
Вт
q2 
1,00071 587,058 2 .
1,67
м
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Поверхность охлаждения обмотки по 6.54 [1]
П02  106  с  n  k   (D2'  D2'' )  l ,
где n=1,5; k=0,83.
Рис. 3.2 Размещение обмоток
трансформатора
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
17
Перв. примен.
4. Определение параметров короткого замыкания
Основные потери в обмотке НН согласно 7.2 [1]
Росн1 = k J12G01,
где k = 12,75 коэффициент для алюминия .
Росн1  12,75 2,0422 12,037  640,104 Вт.
Основные потери в обмотке ВН из 3.29 [1]
Росн2  980 Вт.
(4.1)
(4.2)
Потери в отводах НН согласно 7.19 [1]
Ротв = kJ2Gотв,
где масса отводов НН согласно 7.20 [1]
Gот в  lот вПот в  10-9,
Справ. №
где  - удельный вес алюминия 2700
(4.3)
(4.4)
кг
;
м3
lот в  7.5  l  7,5·440,72  3305,397 мм.
Gотв1  3305,397 26 2700109  0,23 кг.
Ðîòâ 1  12,75 2,0422  0,23  12,249 Вт.
Потери в отводах ВН согласно 4.2, 4.3 [1]
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Gотв2  3305,3971,77  2700109  0,0158 кг.
Ðîòâ 2  12,75 2,05492  0,0158  0,85 Вт.
(4.5)
Потери в стенках бака и других элементах конструкции согласно 7.21 [1]
P 10  K  Sн ,
где К = 0,02 - из табл. 7.1 [1]
P  10  0,02  63  12,6 Вт.
Полные потери короткого замыкания согласно 7.1 [1]
Рк = Росн1·Кд1+Росн2 Кд2 + Ротв1+ Ротв2 + Рσ .
Рк =640,104·1,001+980·1,00071+12,249+0,85+12,6=1647,14 Вт.
Подпись и дата
(4.7)
Для номинального напряжения обмотки ВН
Рк'  Pк  0,05 Росн2  К Д 2
Рк' =1647,14-0,05∙980·1,00071=1598,108 Вт.
1598,108
или
100  94,006% заданного значения.
1700
(4.8)
Активная составляющая согласно 7.22 [1]
Pк
.
10S н
1598,108
ua 
 2,536 %
10  63
ua 
(4.9)
Реактивная составляющая согласно 7.23 [1]
7,9  f  S '  a p  K p 4
10 ,
U B2
  d12
где  
.
l
 144,146

 1,027 ;
440,72
up=
Инв. № подл.
(4.6)
(4.11)
(4.12)
Ширина приведённого канала рассеяния согласно 7.24 [1]
à ð  9  16,858  25,858 мм.;
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(4.13)
Лист
18
Перв. примен.
Величина коэффициента Кр согласно 7.26 [1]

Kp≈1-σ(1- e
1

),
(4.14)
a12  a1  a2
.
 l
9  3,1  29,4

 0,0299 .
  440,72
где  =

Kp≈1- 0,053∙(1- å
(4.15)
1
0, 0299
)  0,97 .
Справ. №
Величина up зависит от взаимного расположения обмоток и в соответствии с этим
корректируется коэффициентом Кq, согласно 7.27 [1]
Так как обмотки равновелики, то Кq = 1.
uð 
7,9  50  211,027  25,858 0,97 1 4
10  3,621%.
2,432
Напряжение короткого замыкания согласно 7.28 [1]
uk= ua2  u 2p .
(4.16)
(4.17)
uk= 2,5362  3,6212  4,421%
4,421100
 98,25%
4,5
или
Установившийся ток короткого замыкания на обмотке ВН
Подпись и дата
I к. у.  I ф 2
I ê. ó.  3,637 
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подпись и дата
(4.18)
100
 82,265 А
4,421
Мгновенное максимальное значение тока к.з. согласно 7.30 [1]
I k. max.  2  Kmax  I k. y. ,
где при
Инв. № подл.
100
uк
(4.19)
u p 3,621

 1,4276 по табл. 7.3 2  K max  1,6126
ua 2,536
I k . max. = 1,6126·82,265 = 132,66 А.
Суммарные радиальные силы приближенно определяются согласно 7.31 [1]
Fp  0,628 I k. max.  2 2    K p 106.
Fp  0,628 132,66  23772 1,0,27  0,97 106  62211,29 Н.
(4.20)
Среднее сжимающее напряжение в проводе обмотки НН согласно 7.32 [1]
Fp
.
2    1  1
62211,29

 2,34 МПа
2   164 26
 cж. p 
 ñæ . ð
(4.21)
Среднее растягивающее напряжение в проводах обмотки ВН согласно 7.32a [1]
Fp
.
2    22
62211,29
ð 
 2,3545 МПа.
2    23771,77
 p. 
(4.22)
Что составляет 15,69 % допустимого значения 25 МПа.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
19
Перв. примен.
Осевые силы по рис. 4.2 [1] согласно 7.33, 7.36 [1]
Fp  a p
.
2l
62211,29  25,858
Fîñ 
 1825,035 Н.
2  440,72
Foc/ 
(4.23)
a a 
1

Foc  7,5  d12   a12  1 2   I k . max  2 2  2  K 106 ,
2 
l

(4.24)
где К-коэффициент осевой силы, согласно 7.37 [1]
K  1K01 ,
где K01 - коэффициент, определяемый по формуле 7.38 [1]
a0
l
Здесь a0  a12  a1  a2 ;
Справ. №
K01  0,33 1,15
(4.25)
(4.26)
1 - определяется по таблице 7.4 [1] , 1 
a0  9  3,1  29,4  41,5 мм.
41,5
K01  0,33  1,15
 0,2217
440,72
1103
 2,269 %.
440,72
К=2,269·0,2217=0,503.
1
 3,1  29,4 
2
Foc  7,5 114,15   9 
 0,503106  125969,6H .
  132,66  2377 
2
2
440,72


1
Рис.4,1. Распределение осевых механических сил
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Подпись и дата
Обмотка 2
Инв. № дубл.
Обмотка 1
Foc' . Foc'' .  0 Fя  0
2
Fсж  Foc'
Fя  0
Fя  0
Foc' . Foc'' .  0 Fя  0
Fсж  Foc'
Температура обмотки через t k =4 с. после возникновения короткого замыкания, согласно 7.40 [1]
ka 
670 tk
 H ,
2
 uk 
5,5     tk
J
(4.27)
где t k - наибольшая продолжительность короткого замыкания при классе трансформатора до 35 кВ
t k = 4с.;
J-плотность тока при номинальной нагрузке;
H -начальная температура обмотки, H  90 oC .
ka 
670  4
2
 4,421 
5,5  
 4
 2,0549 
 90  115,889o C
Полученная величина сравнивается с допустимой температурой. Для алюминиевых обмоток
это 200 o C .
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
20
Перв. примен.
Принята конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из
пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3404,толщиной
0,35 мм по рис. 4.1 [1]. Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма
прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по табл. 4.19 [1] для стержня диаметром
180 мм без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня 6, в сечении ярма 5.
Таблица 5.1
Размеры пакетов в сечении стержня и ярма.
№
пакета
Стержень, мм.
Ярма, мм.
1
95  16
95  16
2
85  10
85  10
3
75  7
75  7
4
65  5
65  5
5
55  4
55  8
6
40  4
Рис. 5,1 Сечение стержня и ярма
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Справ. №
5.Определение размеров магнитной системы и массы стали
Рис. 5,2 Основные размеры магнитной системы
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
21
Перв. примен.
Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма) 92 мм Площадь ступенчатой фигуры сечения
стержня по табл. 8.2 [1] .
Пф,с = 7200 мм2;
ярма :
Пф,я = 7320 мм2
Объем угла магнитной системы
Vу = 596,8·103 мм3
Справ. №
Активное сечение стержня согласно 8.2 [1 ]
Пс  К з Пф,с ,
где К з = 0,95 - коэффициент заполнения для рулонной холоднокатанной стали
по табл. 1 [4.3]
Ï ñ  0,95  7200  6840 мм2;
(5.1)
активное сечение ярма
Пя  К з Пф, я
Ï ÿ  0,95  7320  6954 мм2.
(5.2)
Vу,ст  К зVу
Vó,ñò  0,95  596,8 103  566,96 103 мм3.
(5.3)
lc  l  (lo  lo)
lc  440,72  (20  20)  480,72 мм.
(5.4)
Объем стали угла магнитной системы
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Длина стержня согласно 8.5 [1]
Расстояние между осями стержней согласно 8.6 [1]
 ,
C  D2''  a22
где D2'' – внешний диаметр обмотки ВН, мм;
a22 – расстояние между обмотками соседних стержней (табл. 4.5 [1]).
Ñ  191 8  199 мм.
Рассчитаем, массы стали в стержнях и ярмах магнитной системы.
Масса стали угла магнитной системы
Gy  KзVy ст  109 ,
(5.5)
(5.6)
êã
ì3 3
Gó  566,96 10  7650109  3,827 кг.
где  ñò  7650
Масса стали ярм
Gÿ  Gÿ  Gÿ = 2П я  2С   ст 109  2Gу
(5.7)
9
Gÿ  2  6954 2 199 765010  2  3,827  37,364 кг.
Масса стали стержней согласно 8.11 [1]
Gc  Gc  Gc ,
где масса стали стержней в пределах окна магнитной системы согласно 8.12 [1]
Gc  3  lc  Пс   ст 109 .
Gc'  3  480,72  6840 7650109  66,854 кг;
масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма согласно 8.13 [1]
Gс  с ( Пс а1я ст  109  Gy ) ,
где а1я - ширина первого пакета ярма.
Gc  3(6840 95 7650109  3,827)  1,677 кг.
Gc  66,854  1,677  68,262 кг.
Полная масса стали магнитной системы согласно 8.14 [1]
Gст  Gс  Gя
Gcт  68,262+37,364=105,63 кг.
№ докум.
Подпись Дата
(5.9)
(5.10)
(5.11)
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
(5.8)
Лист
22
Перв. примен.
6. Расчет потерь холостого хода
Индукция в стержне согласно 8.15 [1]
Вс 
U B 106
.
4,44  f  Пс
Вс 
2,043106
 1,599 Тл.
4,44  50  6840
(6.1)
Справ. №
Индукция в ярме согласно 1 [8.16]
Вя 
U B 106
.
4,44  f  П я
Âÿ 
2,043106
 1,573 Тл.
4,44  50  6954
(6,2)
Индукция на косом стыке согласно 8.17 [1]
Bc
.
2
1,599
Â' 
 1,131 Тл.
2
В' 
(6.3)
Площади немагнитных зазоров на прямом стыке на среднем стержне равны соответственно активным
сечениям стержня и ярма. Площадь зазора на косом стыке на крайних стержнях согласно 8.18 [1]
П '  2Пс .
(6.4)
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Ï '  2  6840  9673,2 мм².
Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков находим по табл. 4.9 [1] для стали марки
3404 толщиной 0,35 мм при шихтовке в две пластины:
при
Âñ  1,599Òë;
при
Âÿ  1,573Òë;
при
 '  1,131Òë;
Âò
;
êã
Âò
ð ÿ  1,2366 ;
êã
Âò
ð '  0,6819 ;
êã
ðñ  1,2943
Âò
;
ì2
Âò
ðç  952,82 2 ;
ì
Âò
ð '  521,54 2 .
ì
ðç  989,56
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 холостого хода применим выражение
1 [8.19].
Рх  [kп.рkп.з ( pcGc  pяGя  4 pяGу 
рс  ря
kп.уGу )  106  рзпз Пз ] kп.яkп.пkп.ш,
2
(6.5)
где: Значение коэффициента kп.у в (6.5) определяется по табл. 4.17 [1], kп.у =10,18.
Удаление заусенцев при нарезке пластин .электротехнической стали приводит к увеличению
удельных потерь, которое может быть учтено коэффициентом kп.з: kп.з = 1,05 для отожженных пластин.
Удельные потери возрастают при резке пластин. Это увеличение учитывается коэффициентом
kп.р, который для отожженной стали равен 1,05.
Коэффициент формы ярма kп.я = 1, если число ступеней в сечении ярма и стержня одинаковы или
отличаются на 1–3 ступени.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
23
Перв. примен.
Перешихтовка верхнего ярма приводит к увеличению потерь. Это учитывается коэффициентом kп.ш.
При мощности трансформаторов до 250 кВ·А – 1,01.
Увеличение потерь за счет прессовки стержней и ярм учитывается коэффициентом kп.п, значения
которого приведены в табл. 1 [8.3] kп.п= 1,03.
Px  [1,05 1,05  (1,599  68,261 1,573 37,364  4 1,573 3,826 
1,599  1,573

10,18  3,826)  (989,56 1 6840  952,82  2  6954 
2
 521,54  4  9673,2) 106 ] 11,03 1,01  230,982
Полученное значение Ðõ  230,982Вт
230,982
100%  96,243% заданного значения.
1700
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Справ. №
составляет
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
24
Перв. примен.
7. Расчет тока холостого хода
По табл. 4.10 [1] находим удельные намагничивающие мощности:
при Âñ  1,599Òë;
при Âÿ  1,573Òë;
при Â '  1,131Òë;
В А
;
кг
Â À
q ÿ  1,6423
;
êã
Â À
q  0,6115
;
êã
qc  1,7734
Â À
;
ì2
Â À
q ÿ.ç.  21643 2 ;
ì
Â À
'
q  1934,5 2 .
ì
qñ.ç.  23478
Для принятой конструкции магнитной системы и технологии ее изготовления используем 8.20 [1].
Подпись и дата
Справ. №
Qx=[kт.р.·kт.з.(qcGc+qяG'я-4qяGy+
qc  qя
kт.у.kт.пл.Gy ) +106  q3n3П3]·kт.я.·kт.п.·kт.ш. ,
2
где kт.р. – коэффициент, учитывающий влияние резки рулона на пластины. Для отожжённой стали kт.р
=1,49 ;
kт.з. – коэффициент, учитывающий влияние срезания заусенцев. Для отожжённых пластин
kт.з=1,01;
kт.пл. – коэффициент, учитывающий ширину пластин в углах магнитной системы. Определяется
по табл. 1 [4.22] , kт.пл =2;
k т.я. – коэффициент, учитывающий форму сечения ярма. Для многоступенчатого ярма k т.я =1 ;
k т.п. – коэффициент, учитывающий прессовку магнитной системы. Определяется по табл. 1 [8.3] , k
т.п. =1,045;
kт.ш. – коэффициент, учитывающий перешихтовку верхнего ярма. Он равен 1,01
при мощности до 250 кВ·А .
k т.у. – коэффициент определяемый из табл. 4.23 [1], k т.у. =42,45.
Qx  [1,49 10,1 (1,599  68,262  1,573 37,364  4 1,573 3,827 
1,599  1,573

 42,45  2  3,827)  (234781 6840  21643 2  6954 
2
 1934,5  4  9673,2) 106 ] 11,0451,01  1697,4Â  A
Ток холостого хода согласно 8.21 [1]
Qx
.
10S
1697,4
Io 
 2,694%
10  63
2,694
или
100%  96,224% заданного значения.
2,8
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Io =
Инв. № подл.
(7.1)
(7.2)
Активная составляющая тока холостого хода согласно 8.22 [1]
Px
.
10S н
230,98
Iоа 
 0,366%
10  63
Iоа =
(7.3)
Реактивная составляющая тока холостого хода согласно 8.23 [1]
2
Iор  I o2  I oa
.
(7.4)
Iор  2,6942  0,3662 = 2,669%.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
25
Перв. примен.
8. Тепловой расчет трансформатора
8.1. Тепловой расчет обмоток
Внутренний перепад температуры в обмотке НН согласно 9.1 [1]
01 
q 103
èç
,
(8.1)
где èç — теплопроводность изоляции провода, по табл. 9.1 [1], из = 0,17
915,73 0,12 103
01 
 0,646 оС .
0,17
Вт
0
м С
Справ. №
Внутренний перепад температуры в обмотке ВН согласно 9.2 [1]
pa2 106
,
0 
8cp
(8.2)
где р – потери, выделяющиеся в 1м3 общего объёма обмотки. Для алюминиевого провода
определяется согласно формуле 9.4 [1]
p  2,71
J 2d 2
104 ;
(d ' м с )d '
(8.3)
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
cp - средняя теплопроводность обмотки согласно 9.5 [1]
 (d ' м с)
,
(8.4)
cp  м с
 м с  м сd '
где  мс - теплопроводность междуслойной изоляции, находится по табл. 9.1 [1].
мс =0,17
Вт
0
м С
 - средняя условная теплопроводность обмотки без учета междуслойной изоляции, согласно 9.6 [1]
из

,
(8.5)
0,7  
d '  d .   1,8 1,5  0,2 .
где  
d
1,5
0,17
Вт

 0,543 0
0,7  0,2
м С
0,543 0,17  1,8  0,12
Вт
cp 
 0,63 0 .
0,543 0,12  0,12 1,8
м С
2
2
2,0549 1,5
Вт
p  2,71
104  74506,02 3 .
м
1,8  0,121,8
02 
74506,02  29,42 106
 12,77 оС .
8  0,63
Средний перепад температуры составляет
Обмотка НН:
2
полного перепада
3
2
o.cp.1  01 .
3
2
o.cp.1   0,646  0,431 оС .
3
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
26
Перв. примен.
Обмотка ВН:
2
o.cp.2  02 .
3
2
o.cp.2  12,77  8,513 оС .
3
Перепад температуры на поверхностях обмоток согласно 1 [9.13]
о.м  kq0,6 ,
где k = 0,285.
(8.6)
Обмотка НН: î . ì .1  0,285 915,730,6 =17,057 оС .
Обмотка ВН: î .ì .1  0,285 587,0580,6 =13,0633 оС .
Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу согласно 9.15 [1] .
Справ. №
о.м.ср  о.ср  о.м.
(8.7)
Обмотка НН :
î.ì.ñð.1  0,43  17,057  17,488 ºС.
Обмотка ВН:
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
î.ì.ñð.2  8,513 13,063  21,576 ºС.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
27
По табл. 9.3 [1] в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию гладкого
бака со стенками в виде волн.
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.
Справ. №
Перв. примен.
8.2 Тепловой расчёт бака
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Рис. 8.1. Основные размеры бака.
Согласно рис. 8.1а должны быть определены следующие минимальные расстояния и размеры:
s1 — изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до собственной обмотки по
табл. 9.4 [1] s1 =20 мм ;
s2 - изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до стенки бака по табл. 9.4 [1]
s2 =17 мм;
d1—диаметр изолированного отвода обмотки ВН при классах напряжения 10 и 35 кВ, d1=20 мм при
мощностях до 10000 кВ·А;
s3—изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН или СН
до обмотки ВН по табл. 9.5 [1] s3 =33мм;
s4—изоляционное расстояние от отвода обмотки НН или СН до стенки бака
по табл. 9.4 [1] s4=20мм;
d2—диаметр изолированного отвода от обмотки НН или СН, равный d1
Минимальная ширина бака согласно 9.16 [1]
B = D”2 + (s1 + s2 + d1 +s3 + s4 + d2).
(8.8)
В=191+(20+17+20+33+20+20)=321 мм.
Принимаем В=350 мм. при центральном положении активной части трансформатора в баке.
Длина бака согласно 9.17 [1]
A = 2C + D”2 + 2 s5 ,
(8.9)
где s5 = s3 + d2 +s4.
s5 =33+20+20=73 мм.
А=2·199+191+2·73=735мм.
Принимаем А=750мм.
Высота активной части
(8.10)
H à.÷ . = lс + 2hя+ n ,
где п—толщина подкладки под нижнее ярмо, n =50мм .
Í à.÷  480,72  2  95  50  720,72 мм.
Принимаем расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над
ярмом переключателя ответвлений обмотки ВН по табл. 9.6 [1]
Ня,к = 160 мм.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
28
(8.11)
Поверхность излучения стенки согласно 9.33 [1]
Пи,в=[2· (А-В)+π · (B+2b)] ·Нв·10-6 ,
(8.12)
где b – наибольшая глубина волны b=50 мм ;
Нв - высота волнистой стенки на 100 мм меньше предварительно рассчитанной глубины бака.
Справ. №
Перв. примен.
Глубина бака
Нб = На,ч + Ня,к .
Нб = 720,72 + 160 = 880,72 мм.
Рис. 8.2. Форма и основные размеры стенки бака с волнами.
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Ï
è .â.
 [2  (750  350)    (350  2  300)]  780,72 106  1,73ì 2 .
Развернутая длина волны согласно 9.34 [1]
lВ = 2· b+t— 0.86· d.
где с - минимальная ширина масляного канала с=10 мм
t - шаг волны стенки согласно 9.35 [1]
t=а+с+2·δ ,
где а - ширины воздушного канала волны , а =25 мм ;
δ – толщина стенки δ =1 мм.
t = 25+10+2·1=37 мм.
lB  2  50  37  0,86 1  128,4 мм
Число волн согласно 1 [9.36]
m = [2· (A — В) + π· В]/t .
(8.13)
(8.14)
(8.15)
2  (750  350)    350
m
 51,32 .
37
Поверхность конвекции стенки согласно 9.37 [1]
Пк,в= m·lB·kB ·Hв·10-6,
(8.16)
где kB — коэффициент, учитывающий затруднение конвекции воздуха в воздушных каналах волн ,
kB =l—α2/190,
где α=b/а.
50
 2.
25
22
kB  1 
 0,979
190
 52 128,4  0,979 780,72 106  5,1ì 2 .

Ï
ê.â.
Полная поверхность излучения бака согласно 9.38 [1]
Пи=Пи,в+Пр+Пкр·0,5,
где Пр—поверхность верхней рамы бака
Пр=0,1 tm;
Пкр—поверхность крышки бака
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(8.18)
Лист
29
Перв. примен.

( В  160)2  6
Пк.кр  ( А  В)(В  160)  
 10 .
4



(350  160) 2  6
2
Ï ê.êð  (750  350)(350  160)  
  10  0,41 м
4


2
3
Пр = 0,1·37·52·10 =0,1956 м .
Ï è  1,73  0,19  0,41 0,5  2,12ì 2 .
Полная поверхность конвекции бака согласно 9.39 [1]
Пк=Пк,в+Пр+Пкр·0,5
Справ. №
Ï
 5,1  0,19  0,41 0,5  5,5ì .
(8.19)
2
ê
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха
согласно 9.45 [1]
0 ,8
 k Px  PK  
Θб,в= 
(8.20)
 ,
 2.8ПИ  2,5ПК 
где k =1,05
1,05(230,98  1598,1) 
б.в = 

 2,8  2,12  2,5  5,5 
0, 8
 39 °С
Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой внутренней поверхности
стенки трубы согласно 9.46 [1]


0, 6
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
 k P  PK 
Θ м, б ≈ k1·0,165·  x
 ,
 Пк 
(8.21)
k1—коэффициент, равный 1,0 при естественном масляном охлаждении ;
ΣПк—сумма поверхностей конвекции гладкой части труб, волн, крышки без учета коэффициентов
улучшения или ухудшения конвекции .
ì.á
1,05  (230,98  1598,1) 
 1 0,165

 5,1  5,5  0,41 0,5 
0, 6
 3,69 °С
Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха согласно
9.47 [1]
Θм.в,в=σ(Θбв+Θм,б),
(8.22)
где σ =1,2.
M .B.B.  1,2  (39  3,69)  51î Ñ  60oC .
Превышение средней температуры обмоток над температурой воздуха согласно 9.48 [1]. Согласно
ГОСТ1677-85 необходимо выполнить условие м.в.в < 60 °С и о.в < 65 °С
(8.33)
о.в.  о. м.cp  м.б.  б.в. .
Обмотка НН:
Обмотка ВН:
î .â.  17,488  3,69  39  60,2î C  65o C .
î .â.  21,576  3,69  39  64,3î C  65o C .
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
30
Перв. примен.
9. Определение массы конструктивных материалов и масла трансформатора
Масса активной части, т. е. остов с обмотками и отводами
Gа.ч  1,2(Gпр  Gст ) .
(9.1)
Масса бака при толщине стенок 1 мм
Gб  V   Fe ,
(9.2)
Gà.÷  1,2(12,37  18,1933 0,23  0,0158 68,26)  118,49 кг.
где
V - сумма объёмов стенок стали, крышки и дна бака;
Справ. №
 Fe - удельная плотность стали  Fe = 7800
кг
.
м3
Vст.б.  Пк.в.   ст.
Vñò.á.  6,2851103  6,29 103 ì 3 .
Vкр.  Пкр.  ст. .
Vêð  0,41 0,5  3 103  6,1104 ì 3 .
Vдна  3 Пк.кр.   ст. .
Väíà  3  0,41 0,5 103  6,1104 ì 3 .
G  (5,1103  0,61103  0,61103 )  7800  49,35кг.
Внутренний объём гладкого бака
VБ  V1  V2 ,
где V1 - объём бака без волн
(9.4)
(9.5)
(9.6)
Подпись и дата


D2''
D2''
V1  [B  H  ( A  2  (  s5 ))]  [  (  s5 )2  H ]  109 ;
2
2


Взам. инв. №
Инв. № дубл.
V2 - объём всех волн
2

 1
c  c

V2  H  100  c   b         H  100    m  109 .
2   2


 2 


 191
 
 73 ] 
[350  880,72   750  2  
 2
   9

V1  
10  0,206ì 3 .
2


 [   191  73  880,72]

 2




10  

880,72  100 10   50  2   

 
V2  
 73 109  0.02ì 3 .
2
  10 
 1
      880,72  100  
 2
   2 
 
VÁ  0,206  0,02  0,226ì 3 .
Подпись и дата
Инв. № подл.
(9.3)
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
31
Перв. примен.
Объём активной части
Vа.ч 
Gа.ч
 а.ч
,
(9.7)
где  а.ч  5000 для трансформаторов с алюминиевыми обмотками.
Và.÷ 
118,48
 0,0237 м³.
5000
Общая масса масла в [т] согласно 9.49 [1]


Gì  1,05 0,9  (Vá  Và.÷ )  Gì.ð
где Gm. p. - масса масла в расширителе
Gm. p.  Vp  m ,
Справ. №
где  m - плотность масла m  900
(9.8)
(9.9)
кг
;
м3
Vp - объём расширителя
Vp  10 % VБ .
V ð  0,1 0,226  0,0226ì 3 .
Gò . ð.  900 0,0226  20,31кг.
Gm  1,05  [0,9  (0,0226  0,0237)  0,0203]  0,2122 т = 212,2 кг.
Масса трансформатора
Gтр  1,05(Gа.ч  Gб  Gм ).
Gòð  1,05 (118,49  49,35  212,2)  399 кг.
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
(9.10)
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
32
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Справ. №
Перв. примен.
10. Экономическая оценка рассчитанного трансформатора
Удобным для расчётов является определение не сроков окупаемости, а расчетных годовых затрат,
определяемых согласно 10.2 [1]
(10.1)
З  Зтр  За  Зх Рх  kк Зк Рк  ЗрQр ,
где Зтр - затраты связанные с изготовлением трансформатора.
За - затраты на амортизационные годовые отчисления.
Зх и Зк - удельные годовые затраты руб/кВт·год, связанные с покрытием независящих от
нагрузки потерь холостого хода Зх = 85 руб/кВт·год и изменяющихся с нагрузкой потерь короткого
замыкания Зк =31 руб/кВт·год табл. 10.1 [1] .
Зр - удельные годовые затраты руб/кВар·год, на компенсацию реактивной мощности( Qр )
трансформатора
Зр - могут быть приняты равными 1,1 руб/кВар·год
Qр - реактивная мощность, определяется как сумма реактивных мощностей холостого хода и
короткого замыкания.
kк - коэффициент, учитывающий максимальную нагрузку трансформатора в последний год
нормативного срока окупаемости по табл. 10.1 [1] принимаем k к = 0,8
Выражение Зтр + За может быть заменено формулой 10.4 [1]
(10.2)
Зтр + За = К тр ( рн + р а ),
где К тр - себестоимость или оптовая цена трансформатора;
рн = 0,15 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;
р а = 0,063 – нормативные амортизационные годовые отчисления.
Стоимость трансформатора согласно 10.9 [1]
К тр = Са.ч + Сохл
(10.3)
Стоимость активной части согласно 10.7 [10.7]
Са.ч = k о С о Gпр + k cт kотх Сст Gст
(10.4)
где k o  2,60 - коэффициент, учитывающий стоимость изоляционных материалов ;
С о = 1,06 руб/кг – цена обмоточных проводов для трансформаторов 25 - 630 кВА;
k cт =1,23 руб/кг - коэффициент учитывающий стоимость изготовления остова трансформатора,
включая стоимость крепежных и других материалов, заработную
плату ;
kотх - коэффициент, учитывающий отходы стали при раскрое для рулонной стали
kотх = 1,05;
cст = 0,456 руб/кг – цена стали по прейскуранту согласно табл. 1.11 [1]
Са.ч = 2,6 1,06  (12,037  18,193  0,23  0,0158)  1,231,05  68,26 =172,15 руб
Стоимость системы охлаждения согласно 10.8 [1]
Сохл= kохл(Рх+Рк),
(10.5)
где kохл = 13,8 руб/кВт – удельная стоимость системы охлаждения отнесённая к 1 кВт потерь по
табл. 1 [10.2 ]
Сохл= 13,8·(1,598 +0,23) = 25,24руб.
Согласно (10.3)
Ктр = 172,15 +25,24 = 197,396 руб.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
33
Перв. примен.
Согласно (10.2)
Зтр + За = 197,396·(0,15 +0,063) = 42,04руб
Реактивная мощность согласно 10.3 [1]
S
S

I  u .
I op  u p  
100
100 oa k
63
Qp =
(2,669  3,621)  3,963 кВАр.
100
Qp =
(10.6)
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Справ. №
Годовые затраты согласно (10.1)
З = 42,04 + 85·0,23 + 0,8·31·1,598 + 1,1·3,963 = 105,67 руб.
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
34
При расчете был рассчитан трансформатор ТМ 63/10 с алюминиевыми обмотками и с плоской
магнитной системой с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми на среднем. Материал
магнитной системы холоднокатаная анизотропная тонколистовая сталь марки 3404 толщиной 0,35 мм.
Трансформатор был рассчитан с максимальным приближением к ГОСТ.
Все рассчитанные параметры входят в допустимые значения.
В результате расчета получены следующие значения:
- потери короткого замыкания Р к =1598,1 Вт, задано было значение Р к = 1700 Вт.
Согласно ГОСТ допустимое отклонение составляет +5 % .Полученное значение отличается от
заданного на - 5,99 %;
- расчетное значение напряжения короткого замыкания составляет u к = 4,42 %, заданное u к = 4,5 %,
отклонение 1,75 %. Согласно ГОСТ допустимое отклонение составляет  5 %
- потери холостого хода Р х =230,98 Вт, заданно было значение Р х = 240 Вт, полученное значение
отличается от заданного на 3,7 %. Согласно ГОСТ допустимое отклонение составляет +7,5 % .
- при расчете получен ток холостого хода i 0 = 2,69 % при заданном i 0 = 2,8 % , отклонение
составляет – 3,77 %. Согласно ГОСТ допустимое отклонение
составляет + 15 % .
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Справ. №
Перв. примен.
11. Инженерная оценка рассчитанного трансформатора
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
35
Перв. примен.
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подпись и дата
Справ. №
Список использованной литературы:
1. Мирош В.Ф. Радченко В.Н. Учебно-методическое пособие для студентов технических вузов.Тирасполь: Изд-во Приднестр. ун-та ,2006.-181 с.
2.Тихомиров П.М. Расчёт трансформаторов Энергоатомиздат 1986г.-528с
КП 100 400.80.000 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
36
Документ
Категория
Технология
Просмотров
55
Размер файла
1 789 Кб
Теги
маё1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа