7.1. Содержание проекта и основные методические указания

б) определение напряжени короткого замыкания [9,гл.5]; в) определение механических сил в обмотках [10].

5. Окончательный расчет магнитной системы и параметров холостого

хода [9, гл. б]:

а) определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма; б) определение массы стержней и ярм и общей массы активной части; в) определение потерь холостого хода; г) определениетокахолостого хода.

6. Тепловой расчет н расчет охладительной системы [10]:

а) поверочный тепловой расчет обмоток; б) расчет охладительной системы (бака);

в) определение превышенийтемпературы обмоток и масланад воздухом; г) определение массы масла и основныхразмеров расширителя.

7. Определение общего веса трансформатора.

Порядокрасчетатрансформаторов иллюстрируется примерами [10,гл. 10]. ПримерырасчетаобмотокВНиНН приведены в [9,гл.3.5,с.64-89]. Полученные в результате поверочного расчета трансформатора значения

напряжени короткого замыкания (UK, %), потерь короткого замыкания (Рк), потерь холостого хода (Рх)и токахолостого хода (.1о)должны отличаться от за­ данныхв [10] не более чем:

икУ о-на ±5% (с. 327);

Рк - н а ± 5 % (с. 304);

Рх -н а + 7,5 % (с. 384);

1 о -на +15%, (с. 398).

Важным этапом расчета трансформатора является определение его глав­ ных размеров,а именно:диаметра d окружности,в которую вписано ступенча­ тое сечение стержня, осевого размера / (высоты) обмоток и их среднего диа­ метра d\2 [9,рис.2.1].Если три основных размера выбраны,то остальные, оп­ ределяющие форму и объем магнитной системы и обмоток (например, высоту стержня,расстояние между осями соседних стержней и др.), можно найти, ис­ ходя из допустимых изоляционных расстояний между обмотками и заземлен­ ными частями магнитопровода,атакже из условий охлаждения обмоток.

Главные размеры трансформатора можно связать с мощностью S’, прихо­ дящейся на один стержень [10,с. 110]:

S’ = 2,22ПВЛ)ПД0К,

где Д- средняя плотность тока в обмотках;Вс- магнитная индукция в стерж­

нях;Пс- V* iufkc- активное сечение стержня;Пок= - поперечное сечение окна, занимаемого обмотками одного стержня; кс- коэффициент заполнения стальюплощади круга,описанного около сечения стержня.

В случае трехфазного трансформатора окно занимают обмотки двух стерж­ ней [10,рис.3.5],поэтому

2Д»г - lc(C-d)ko,

где ко- коэффициент заполнения окна проводами.

Задаваясь значениями Вс и А в соответствии с заданными ограничениями и

соотношением меж ду размерами магнитопровода, можно определить главные размеры трансформатора. Этот метод положен в основу расчета трансформато­ ров малой мощ ности (микротрансформаторов), предназначенных для питания индивидуальных токоприемников.

Главные размеры силового трансформатора могут быть связаны также с ре­ активной составляющей напряжения короткого замыкания Up, %, которая для

двухобмоточного трансформатора выражается формулой

7, 9 f l xW ^ a t k v

”е„1

где ев = 4,44/Z?c/7c10‘4- ЭДС витка; кр- коэффициент Роговского;

Щ + ^ 2

а Р = «12

выразив в приведенной формуле

I ’

получим формулу для определения диаметра стержня [3, (3.17)]:

lS'/3apkp

d = 0.5074

fa Л К

Здесь ар - приведенный канал рассеяния, м; d - диаметр стержня, м; Вс -

магнитная индукция стержня, Т. Приведенная формула, впервые предложенная Г.Н. Петровым, положена в основу определения главных размеров силовых трансформаторов, предназначенных для параллельной работы с другими трансформаторами.

Величины, входящ ие в эту формулу, можно разделить на три группы:

1.Величины, приведенные в задании на расчет: мощность У, приходя­ щаяся на один стержень, частота сети/ и реактивная составляющая напряжения короткого замыкания (определяется по заданному значению UKи величине по­ терь короткого замыкания РК).

2.Величины, выбранные при расчете: коэффициент р, магнитная индук­ ция Вси коэффициент заполнения кс.

3. Величины, определяемые точно лишь в ходе последующего расчета: приведенная ширина канала рассеяни ари коэффициент приведения идеализи­ рованного поля рассеяни к реальному кр(коэффициентРоговского).

Выбор исходных данных (р,Вс, кс) может быть сделан на основании иссле­ дования ряда вариантов или путем использования заранее разработанных реко­

мендаций [10].

Величина ап, входящая в выражение для ар, определяется по испытатель­ ному напряжениюобмоток ВН и для данного класса изоляции обмоток являет-

ся неизменной.Приведенная ширина двух обмоток —-—а\ +аг на начальном этапе

расчета определяется приближенно по формуле [10,(3.28)].

Таким путем решается вопрос о выборе основных размеров трансформато­ ра,а затем производится полный расчет трансформатора в вышеуказанной по­ следовательности.

Данные для задания (табл.7.6 прил. 1) взяты из действующих в настоящее врем стандартов на выпуск серийных трансформаторов напряжением в диапа­ зоне от 115 кВ до 10 кВ:ГОСТ 12965-85Е;ГОСТ 11920-85Е; ГОСТ 11667-85; ГОСТ 17544-85.

УказаннымиГОСТами можно воспользоваться с целью контроля основных габаритных размеров трансформаторов,для которых выполняются поверочные расчеты.

Расчет трансформатора выполняется в виде пояснительной записки, со­ держащей исходные формулы и цифровые значения. Пояснительная записка

должна иллюстрироваться необходимыми эскизами, выполненными на милли­ метровой бумаге. На рисунках нужно показать поперечное сечение стержня, расположение и конструкциюобмоток, схемы транспозиции проводников об­

моток и регулирования напряжения, конструкцию охладительной системы с указанием основныхразмеров.

Графическая часть проекта включает конструктивную разработку транс­ форматораи выполняется на одном-двухчертежных листах.

Рекомендуемые масштабы от 1:5 до 1:20.

Лист или пояснительная записка снабжаются спецификацией, содержащей перечень основныхдеталейтрансформатора.

ЛИТЕРАТУРА

1.Алексеенко Г.В . Параллельная работа трансформаторов и автотрансформаторов. - M .-JL: Энергия, 1967. - 608 с.

2.Брускин Д .Э ., Зорохович А .Е., Хвостов В.С. Электрические машины и микромашины. - М .: Высш. шк., 1990. - 528 с.

3.Данку А . Электрические машины. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 360 с.

4. Кацман М .М . Электрические машины. - М.: Высшая школа, 1990.- 463 с.

5.Копылов И.П. Электрические машины: Учебное пособие для вузов. -

М.: Высшая школа; Логос, 2000. - 607 с.

6.Костенко М .П ., Пиотровский Л.И. Электрические машины. 4 .1 . - Л.: Энергия, 1972. - 543 с.

7.Сыровешкин А .М ., Чикавинский П.И. Расчет основных размеров трех­ фазных трансформаторов на ЭВМ: Методические указания к расчету КП и са­ мостоятельной работе студентов. - Братск: БрИИ, 1990. - 59 с.

8.Сыровешкин А.М.' Альбом раздаточных материалов к практическим занятиям по теме «Расчет трансформаторов» (курсовое и дипломное проекти­ рование). - Братск : БрГТУ, 2003. - 130 с.

9.Сыровешкин А .М . Федорова М .А. Электрические машины. Трансфор­ маторы: Учебно-методическое пособие к расчету КП. - Братск: БрГТУ, 2001.- 133 с.

10.Тихомиров П.М . Расчет трансформаторов. - М.: Энергоиздат, 1986. -

528 с.

И. Токарев Б.Ф. Электрические машины. - М.: Энергоатомиздат, 1990. -

624 с.

12.Сергеенков Б.Н. Электрические машины. Трансформаторы. - М.:

Высш. ш к .,1989.