книги / Расчет силового трансформатора
..pdf
обмотки, следует отдавать предпочтение типу более простому и дешевому.
24. Предварительно значение средней плотности тока
Л Uu
лер-О , /45Ко - - - — kjhMS ’
1*0 я
где коэффициент Кд учитывает наличие добавочных потерь в обмотках, $ отводах, в стенках бака и т.д. и может быть определен из табл. ,3-6 [I] .
Полученное значение лер следует сверить с приведенными
в работе [ i ] практически применяемыми |
плотностями токов /табл.5-^. |
Плотность тока в каждой вэ обмоток может отличаться от сред |
|
него значения не более чем на 0,1 лор |
, причем желательно для |
обмотки НН - в мезыпую сторону, а для |
обмотки ВН - в большую. |
25.Ориентировочное сечение витка: обмотки HR
Л С р |
*1*7 |
|
|
обмотка ВН |
пн* |
а , = ^ - |
*лер
26.Пооле определения средней плотности тока и ориентировоч ного определения сечения витка для каждой из обмоток можно выбрвть тип обмоток НН и ВН по -табл.
Расчет обмоток НН должен сопровождаться соответствующими эскизами отдельных частей и всей обмотки.
Раочет цилиндрических обмоток ив прямоугольного провода
Число слоев обмотки обычно равно двум. Для трансформаторов мощностью на один стержень до 5 - Ю кВА и в отдельных случаях для более мощных обмотка может быть намотана в один слой.
27. |
Число витков в |
елое: |
|
||
для одноолойвой |
обмотки |
WC/ll s w f , |
|||
ДЛЯ двухолойной |
обмотки |
Wtfrt,=^7Г |
|||
28. |
Определяется предварительный осевой размер (высота) |
||||
витка h t |
по рис. 6: |
h , |
- — |
^ — |
|
' |
|
*I |
W r |
|
+ 1 )а и** |
|
|
|
'С/1, |
|
|
щ - |
figt . из |
бортамента обмсг |
29. По полученным значениям. n t и |
||
точной иеди для трансформаторов (Tai6n. |
5-2 [l] |
) подбираются пбдходя- |
дие провода с саблвденявй следующих' правил: |
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
т |
|
-иг |
|
|
|
|
|
|
•о |
|
|
|
~T |
|
|
|
|
|
|
111 i i i i |
i i i i § |
r; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
>Ci. |
|
§ i |
-v |
|
|
|
|
|
|
|
f i i i |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
.•+-а+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ш- - ■ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
JTо i i |
|
^7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
i#,. |
|
|
л**? |
,-7777777777 |
|
|
|
|
|
-Jи»•L.i P i |
i i hi |
|||
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
||
Bio* 7; |
|
|
|
Рио. |
|
|
|
|
||
|
|
|
8. Определение-размеров витка |
|||||||
|
|
|
|
|
|
винтоЙойобмотки |
|
|
||
а/ число параЛлёлдннх проводов hf o.v, Из кОгбрых/ оОразуётся |
||||||||||
виток* не доднНО;превышать четырех,;. |
|
|
|
|
||||||
:б/, число ^злИчных размеров 7фрводоН.1^ |
|
|
|
|||||||
\ Щ р ^ ^ н н & р а д ^ |
|
|
|
|
|
|
||||
между.собой; |
• |
|
. |
' |
Р : |
Щ |
|
. |
|
|
..it/'''^и^наирТкв^■• |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Да* -к^рсёвоф; е?0;раз^ |
|
|
|
|
|
|
||||
ilfc^iepei^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
,•v |
ОаамёРн ТоДого |
т |
Да ’i |
ИЛИ |
п |
|
|
|
||
%бв X waamcua х' |
u |
пвовОда |
|
|
|
|||||
;'размеры проведав: Изоляции |
о Ш- |
|
|
|
||||||
Причем |
|
. rj>ti |
|
^где-if’"' |
|
|
"нйг>^^&:.-.-л! |
|||
|
|
|
|
|
||||||
стороны,;1ш |
:;(вуби^ётсН[иа табл*.';5-2;а :{ ;3 :0 р ^ ;Т % с. |
|
||||||||
|
30. Полное сечение витка, |
состойщёго из п 6 |
параллельньа/ |
|||||||
«роводоё: |
|
|
|
|
|
’’ : : ' ' А |
|
|
|
|
Г > сечёниё одного провода^ аайдввиде ;и а-ёабл у 5^\ [ l |
|
|||||||||
. |
31« Уточненная ллотяроТв т о к ^ |
|
|
|
|
|||||
четах обНотки Нй>
; *ГЬ
32. |
Окончательная ширина /радиальный размер/ обмотки по рис.7: |
|||
для |
однослойной, обмотки |
а ,=о',См , |
|
|
ДЛЯ двухслойной |
обмотки |
а( -=,2а'-+ аПуе п , |
|
|
где аи |
- ширина осевого масляного канала между слоями /табл. / |
|||
Длина |
|
Размеры каналов, си |
|
|
канала |
между |
’ |
между |
между м |
/высота/ |
||||
обмотки, |
обмотками |
|
обмоткой |
обмоткой |
см |
|
|
И ЦИЛИНО. |
и стешнеы |
30 |
0,4-0,5 |
|
0,4 |
0,4-0,5 |
30-50 |
0,5-0,6 |
|
0,5 |
0,5-0,б |
50-100 |
0,6-0,8 |
|
0,5-0,6 |
0,6-0,8 |
100-150 |
0,8-1,0 |
|
О,6-0,8 |
0,8-1,0 |
|
/ |
|
|
|
В обмотке бег канала между ,слоями вместо |
значения ширины |
|||
канала следует подставить в формулу значение толщины междуслойной изоляции. В этих обмотках , по соображениям механической проч ности, в качестве междуслойной изоляции рекомендуется брать два слоя картона толщиной не менее 0,5 мм каждый.
33. Окончательная высота /осевой размер/ обмотки НН:
I, * А», + >h (O.S ^ I.S ), ™ ,
где htf - выоота одного витка по рис. 6.
34. Внутренний диаметр обмотки НН: d, ^d+Zoo0c n .
Ширина канала ав1 определяется ив'условий изоляции и в-зависи
мости от способа запрессовки стержня /табл, 4-4 |
[ i ] /. |
||
35. |
Наружный диаметр обмотки Ш \ Э |
* |
. |
36. |
Охлаждаемая поверхность‘обмотки. |
|
|
Однослойная обмотка и двухслойная |
обмотка без охлаждающего |
||
канала имеют две охлаждаемые поверхности /внутреннюю и наружную/. Полная охлаждаемая поверхность обмотки НН в этом случае
по Г 2 с х Щ ’ц ') г ,- / К , где С - число активных стержней;
* двухслойная обмотка с каналом между слоями имеет четыре охлаждаемые поверхности:tlot -^2OCR(D] +2J,")?, •10~\ м ? .
Коэффициент К учитывает величину .закрытия поверхности об мотки рейками и другими изоляционными деталями И может быть при нят равным 0,75.
При выборе и расчете обмотки ВН следует учитывать необходи мость выполнения в обмотке отпаек доя регулирования напряжения.
- 14 -
На входных катушках с двух концся фавн выполняется усиленная 18 0 ХЯЦ1 Я. Расчет н конструирование обютки ВН следует сопровож
дать соответствующими |
эскизами. |
37. Число витков обмотки ВН для средней ступени номинально |
|
го напряжения |
£/«,_ |
W - W —
2' U »
38.Число витков для регулирования напряжения W p =0,05 W £ .
Значения |
и Wp |
округляют до блиайшего целого числа. |
||
39. Число витков обмотки на оветвденвях: |
||||
|
верхняя ступень |
напряжения W 2 + W P , |
||
|
оредняя |
ступень |
напря|ения W 2 |
* |
|
нижняя |
ступень напряжения W 2 ~ W P . |
||
40. |
Предварительная плотность тока в |
обмотке ВН |
||
|
|
|
t |
AftffifS, |
41. Предварительное оечени* витков обмотки ВН
|
|
|
* |
Ао |
|
|
|
|
|
Расчет многослойной цилиндрической |
обмотки |
|
|
||||||
|
|
из крутл>го провода |
|
|
|
|
|||
42. По предварительному |
о«чению |
П 2 из сортамента |
провода |
||||||
для трансформаторов /табл• 5-2* [l] / |
подбирается провод подхо |
||||||||
дящего оечения или два-три параллельных провода диаметром cLz |
|
||||||||
без изоляции и |
|
в изоляции, фичем |
d£=.d2 + d |
, где & |
тол |
||||
щина изоляции на две стороны. |
|
|
|
|
|
||||
Размеры подобного провода вписываются следующий .образом; |
|||||||||
марка, ниовода |
ng |
t-tff- , где Kge |
- число параллельных прово |
||||||
дов. |
* |
** |
|
|
|
|
|
|
|
43. Полное |
сечение витка |
П2 -п$ /7', м м 8 |
|
где П 2 |
- |
||||
сечение одного провода. |
|
а |
|
|
|
|
|||
44. Уточненная плотность така обмотка ВН, применяемая в даль- |
|||||||||
нейщих расчетах, |
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
45. Число витков в |
слю |
_ - J L |
~1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
n s ,d 2 |
|
|
|
|
Как правило, обмотки НН и ВН для удобства крепления выполня |
|||||||||
ются одинаковой высоты, |
т.е, £f=lg =£. |
wa |
|
|
|
||||
46. Число |
слоев в |
обмотсе |
J V |
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
- 16 - в/ величину выступа цилиндра за высоту обмотки
г/ минимальное расстояние между обмотками ВК соседних стер
жней ахг,с м ; |
|
д/ толщину медуфазкой neper ородкз ^гг |
, см ; |
е/ расстояние обмотки ВН от ярма £os |
, см |
51. Радиальный размер обмотка: |
|
для одной катушки без масляного канала |
|
ne/j,e +^чдг.(псл.г
|
для двух катушек с масляным каналом между ними |
|||||
где |
|
Я» " 4 '•'Чад * |
iWj? |
*°2 2 >с н ♦ |
||
~ ширина масляного канала между катушками. |
||||||
|
52. Внутренний диаметр обмотки |
^ /=Д Г + 2a iS,cn - |
||||
|
53. Наружный диаметр обмотки D^=d‘^ 2 a |
, с м , |
||||
|
5ч-. Расстояние между осям» стержней С |
|
||||
Размер С |
обычно округляется до |
1,0 или 0,5 см. |
||||
|
55, Поверхность охлаждения |
обмотка: |
|
|||
|
я/ одна катушка, наметая |
|
|
тооредственно ка изоляцион |
||
|
|
VT??R«? |
HfilififYTift' |
|
||
ный цйликдр5 имеет одну наружную поверхность охлаждения |
||||||
|
|
П0е= ех $ П *ё&-ш ~\ |
м 2 (к ~ 1 ); |
|||
|
б/ одна катушка,намотанная на рейки на |
цилиндре, имеет две |
||||
поверхности охлаждения |
|
|
|
|
||
|
в/ |
U ^ e K S U d ^ d ^ L W ^ * 2 ( к = О М ) ; |
||||
|
две катушки с осевым каналом между ними / внутренняя |
|||||
катушка намотана непосредственно на цилиндре/ имеют три поверх ности охлаждения
П0 = 1 ,5 т Щ * д * ) е ,, - 1 0 , |
. ( к - м з ) ; |
г/ то же, но внутренняя катушка намотана на рейка на ци |
|
линдре |
|
м ‘ |
(к=-0,8) |
3 формулах коэффициент К учитывает величину закрытия по верхности обмотки и з о л я ц й о н ш й ш деталями,,
у 56. Esc меда обиотк»? НН?
1)*-г *5**
Vf г “ № , -10. % /
57.Вес меди обмотшг ВН:
% ' CWt S ^ |
^ |
f n n3 iO - / K i.- |
B.saax формулах: Хм - удельный зес лрозодникозога материалаР |
||
ет/даг; П - сечезяе витка, |
о |
д ш ш г р н обмоток, он, |
-17 -
58.Общий вес меди обмоток G^^G^+Z^KZ , 59» Коэффициент добавочных потерь A'g= fto.
60.Электрические потерн ъ обмотке Нй с учетом добавочных
погерь;
а т .
61. Электрические потери в обмотке БК с учетом добавочных потерь
7 & !7>-
62» Потехой в обмотке ПН, отнесенные к единице охлаждаемой поверхности /плотность теплового штока/,
|
Р |
|
|
|
h |
*Я*',г |
>3гп£ |
|
|
К, |
|
/” * |
|
|
|
'Of |
|
|
|
65с. Плотность теплового потока обмоткн ВЙ |
||||
|
^ ‘- Ф — |
'ЛяА |
г |
|
|
|
Пов |
|
|
Расчет параметров короткого |
заиыканзя |
|||
.Определение потерь короткого замыкания
Потери короткого замыкания в трансформаторе складываются аз электрических потерь в обмотках, as. добавочных потерь з обмотках
иотводах, а также из потерь s стенках бака к других металличес ких элементах конструкции, вызванных потоком рассеяния обмоток
иотводовс
Не следует допускать отклонения расчетных потерь короткого замыкания от заданных, более чем на + 5% .
По условиям нагрева обмоток Нй и ВН полученные значения должны находаться з пределах 1000-1200 ва/s^o
Предельные значения а на должна превышать I500-I50U вт/м**. Sc лк плоте ость тешгозоьо потока какой-либо обмотке' выше этих значений, необходимо снизить ее увеличив, поверхность охяакденад»
Электрические потэва в отводах» На рис II изображены E*asболее употребительные практические схемы соединения обмоток трансформа тора б звезду s в треугольник. По рис. II, а выполняют обычно ore- ши соединения воех обмоток ВЦ, а по рис.11,*^ - схемы соединения обмоток НН в звезду. Схемы соединения в треугольник для обмоток
НН, в зависимости от расположения начал и концов обметок-» могут выполняться по рае. II,£ или ь ,
|
|
|
т у |
|
5 т |
Г Г ” |
~ 7 ) 'V |
|
|
J |
|
|
|
Т |
|
|
|
|
т а |
|
|
||||
|
|
|
— ” 1 |
j- -г- |
—1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ч5* |
|
|
|
|
|
|
|
|
\--- |
1 |
1 T S й |
Й |
|
г |
П |
|
|
|||
|
“1— |
--- 1 |
а |
|
— I |
|
||||||
|
|
|
|
Рис. II. К определению длины отводов |
|
|||||||
|
64. Общая длина отводов для соединения: |
|
|
|
|
|||||||
7 .а)-по рис. И , a |
|
|
|
) |
» |
см |
> |
|||||
2.6) |
по рис. II,б |
to m S i - 2 C * z ( d - ^ e i), см |
; |
|
|
|||||||
|
в) |
по рис. II,в |
^ |
ЧС-*-3?с +5,Q(d+l,) , |
ом; |
|
||||||
|
г) |
по рис. II,г |
20т б 4 ^ ^ +6ef + 5,2£f , |
ом. |
|
|
||||||
|
В этих формулах С |
- расстояние между ооями соседних стерк- |
||||||||||
ней» |
£с |
- выоота стержня, £t и £2 - вноота |
обмоток, |
d |
- диа |
|||||||
метр |
стержня. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
65. Вес меди |
отводов НН‘.Go m & =tomS'1{l0mg,fci0~5> « z>~ |
|
|||||||||
где |
^ е Г |
в сантиметрах, а оечение отвода / W , - в |
мм^; Пот& м о- |
|||||||||
жет быть принято равным оечению витка обмотки НН. |
|
|
||||||||||
|
66. Потери в |
отводах обмотки НН |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Ротб.<*2 'РЛ&< GomS.t |
» Ля* |
|
|
|
|
||
|
67. Вес меди |
отводов ВН |
|
s |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
рат6.£ ~ ^отв.2 ^omB.z*^ |
кг |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
^ |
|
|
|
||||
68. Потери в отводах обмотки ВН
о
отб.ъ - M A i^отб.а > дт.
В нормальных силовых трансформаторах потери в отводах сос тавляют, как правило, не более 5-8$ от потерь короткою замыка ния.
Потеси в стенках.бака и других стальных деталях. Потоки рас сеяния частично замыкаются через отенки бака, а также через стальные детали - прессующие бадей, ярма, отяжиые шпилъкй и т.д.
69.'Минимальные размеры бака'в плане (рис; 12):
а) минимальная |
длина Af2C+J?e* +23s , сн |
; |
|
б) минимальная |
ширина В |
*Sa *dt*s3 +S^dei er*. |
|
В этих формулах изоляционные расстояния |
(ом. рис. 12): Sf - |
||
от обмотки ВН до отвода |
НН; Зв - |
от |
отвода НН до стенки бака; |
||
d, - диаметр отвода НН ; Ss |
- |
от |
обмотки ВН до |
отвода ВН; |
|
Cjrот отвода ВН до |
стенки |
бака |
; |
de - диаметр |
отвода ВН; |
Ss - от обмотки ВН до стенки бака /по длине бака/.
70. Ориентировочно потери в стенках бака и других стальных деталях определяется по формуле
киI Ф*е*(so )J/T V
*Р* [е*г(Р-га ]]
|
где Ф - В с Пс |
- поток одного стериня, вт; |
|
! |
£ - высота |
обмотки , см ; P# |
- ngpjfif. |
- |
; метр гладкого |
бака, см ; (J - |
средний |
^размер бака, ом; zfS - соедний размер ка
нала рассеяния, см ;
■причем
|
. |
dfg |
А + В - 2 С |
1 |
f3 |
2 |
4 |
В трехфаэном трансформаторе при Ц, < 10,5% коэффициент К ~ 2,2, а при Up > Ю , 5 $
•К = 1,5.
71* Полный вес обмоток
*Goo*a •
Рис. 12. Основные раз меры бака
Напряжение короткого замыкания
72. При расчете трансформатора не допускается отклонение
напряжения |
короткого замыкания более чем на - 5%. |
|
||||
Б |
тех случаях, |
когда |
полученное значение СГ* |
отклоняется |
||
на большую |
величину, |
приведение U„ |
к норме лучше всего осущест |
|||
влять |
корректировкой |
ор / |
за счет изменения канала рассеяния |
|||
ots / |
или |
высоты обмотки |
£ . Более |
значительное |
изменение Up |
|
достигается изменением числа витков.
Вэтом случае необходимо сделать новый расчет трансформатора.
73.Активная составляющая напряжения короткого замыкания