Расчет силового трансформатора

w_H =w₁ = 27× = 790 витков

Число витков на одной ступени регулирования:

w_р = = 19 витков

Для пяти ступеней 

 

Ориентировочная плотность тока

J₂ » 2×J_ср.– J₁= 2×3.67×10⁶ – 3.62×10⁶ = 3.72 МА/м²

Ориентировочное сечение витка

П`₂ » = 11×10^-6 м² = 11 мм²

По таблице 5,8 (Л-1) выбираем непрерывную катушечную обмотку из медного прямоугольного провода (S=2500 кВА; I₂= 41.24 A; U₂= 35000 B; П`₂ = 11 мм²). По сортаменту медного обмоточного провода (табл. 5,2) выбираем провод марки ПБ.

ПБ–1× сечением П₂ = 11,2 × 10^-6 м²

Плотность тока в обмотке: J₂ = = 3.68 МА/м². 

При J₂ = 3.68 МА/м² и b=7.1 мм по графикам рис. 5,34 (а) находим

q = 1000 Вт/м²

Принимаем конструкцию обмотки с радиальными каналами по 4,5 мм между всеми катушками. Две крайние катушки вверху и внизу катушки отделены каналами по 7,5 мм (см. табл. 4,10) (Л-1).

Схема регулирования напряжения (по рис. 6,14) (Л-1), канал в месте разрыва обмотки h_кр = 12 мм (см. табл.4,9) (Л-1).

  Основной размер  катушки 7,6 мм. 

  Число катушек на стержне ориентировочно:

N_кат.2 »

= 77,6 » 77 катушек.

    Число витков в катушке ориентировочно:

w_кат »

= 10,75

Радиальный размер:  а`₂ = 2,10 ´ 11 = 23,1 » 23 мм

Общее распределение  витков по катушкам:

62 основные катушки В по 11 витков……………………682 витков

7 основных катушек Г по 10 витков……………………….70 витков

8 регулировочных катушек Д по 9,5 витков………………76 витков

           Всего: 77 катушек…………………………………………...828 витков

Расположение  катушек на стержне и размеры  радиальных каналов приняты по рис. 3 (а).

Осевой размер обмотки:

l = åh_кат + åh_кан = [7,6´77+0,95´(12,1+4´75)] ´ 10^-3 » 0,880 м

По испытательному напряжению U_исп.= 85 кВ и мощности трансформатора S=2500, канал между обмотками ВН и НН ……………………....а`₁₂ = 27 мм

Толщина цилиндра ……………………………………………….…d`₁₂ = 5 мм

Выступ цилиндра за высоту обмотки …………………………..…l`₁₁ = 55 мм

Расстояние между  обмотками ВН двух соседних стержней ……а`₂₂ = 30 мм

Толщина междуфазной  перегородки ………………………………d`₂₂ = 3 мм

Расстояние от обмотки ВН до ярма ……………………………...…l`₀ = 75 мм 

Согласно параграфу 4,3 (Л-1) принимаем размеры бумажно-бакелитового цилиндра, на котором на 12 рейках наматывается обмотка диаметром:

 ´ 0,93

основные размеры  обмоток трансформатора показаны на рис. 3 (б).

    Плотность теплового потока на поверхности  обмотки для катушки Г по (7,19) (Л-1):

q₂ =

´ 10^-10 

q₂ = ´10^-10 = ´ 10^-4 = 719 Вт/м² 

Масса металла  обмотки ВН:

G₀₂ = 28´10³´c´D_ср´w₁´П₁= 28´10³´3´0,473´790´11,2´10^-6 = 351,5 кг 

Масса провода в обмотке ВН с изоляцией:

G_{пр 2} = 1,03´351,5 кг = 362 кг  

Масса металла (меди) обмоток НН и ВН:

G_о = G_о1 + Gо₂ = 281,5+351,5 = 633 кг 

Масса провода  двух обмоток:

G_пр = G_пр1 + G_пр2 = 287,13+362 = 649,13 кг

Рис. 3  Обмотка трансформатора.

(а)                                   Катушки

                                                                                 

           4Г       31В       4Д            4Д       31В        3Г                                            

                                                                                                                      

                                                                                            

                                                                                        

         2´7,5мм    34´4мм  1´12мм  34´4мм    2´7,5мм                           

                                          Каналы                      

(б)

 

       15             22              27                25                         30    

                                                                                                                                75

                                                                55 

 
 

 

 

 

 

             4                       5                                                         3                   

 
 

Расчёт  токов короткого  замыкания.

Потерями  короткого замыкания двухобмоточного  трансформатора называются потери, возникающие  в трансформаторе при номинальной  частоте и установленной в  одной из обмоток тока, соответствующего его номинальной мощности при  замкнутой накоротко второй обмотки.

Потери  короткого замыкания согласно параграфу 7.1 (Л-1):

Основные  потери в обмотках по параграфу 7.3, при t = 75° C.

Обмотка НН:

Р_осн.1 = 2,4´10^-12´J₁²´G_об.1 = 2,4´10^-12´3,62²´281,5 = 8853,3 Вт

Обмотка ВН:

Р_осн.2 = 2,4´10^-12´J₂²´G_об.2 = 2,4´10^-12´3,68²´351,5 = 11424,4 Вт

Принимаем k_р = 0,95

Добавочные  потери в обмотке НН: k_Д1 = 1,038

Добавочные  потери в обмотке ВН: k_Д2 = 1.005

Основные  потери в отводах рассчитываются следующим образом:

Длина отводов  определяется приближённо по (7,21) (Л-1):

l_отв = 7.5´l = 7.5´0.82 = 6.15 м

Масса отводов  НН: (при плотности меди отводов g = 8900 кг/м³)

G_отв.1 = l_отв.´П_отв.1´ g = 6,15´333,6´10^-6´8900 = 18,26 Вт

Потери в отводах  НН: (при k = 2,4´10^-12)

Р_отв.1 = k´J₁²´G_отв.1 = 2,4´10^-12´3,62²´10¹²´18,26 = 574,3 Вт

Масса отводов  ВН: (при плотности меди отводов g = 8900 кг/м³)

G_отв.2 = l_отв.´П_отв.2´ g = 6,15´11,2´10^-6´8900 = 0,613 Вт

Потери в отводах  НН: (при k = 2,4´10^-12)

Р_отв.2 = k´J₂²´G_отв.2 = 2,4´10^-12´3,68²´10¹²´0,613 = 19,92 » 19 Вт