Число витков на одну фазу обмотки НН

,

Активное сечение стержня определяется по формуле

Диаметр стержня, высота обмотки, активное сечение стержня (чистое сечение стали)

Сердечник трансформатора является основой его конструкции, поэтому выбор главных размеров сердечника определяет также и основные размеры обмоток – диаметр и высоту.
Диаметр окружности d, в которую вписано ступенчатое сечение стержня, является одним из основных размеров трансформатора. Вторым основным размером является высота обмоток трансформатора(обычно обе обмотки имеют одинаковую высоту). Третьим – является средний диаметр витка двух обмоток или диаметр осевого канала между обмотками d12, связывающий диаметр стержня с радиальными размерами обмоток a1 и a2 и осевого канала между ними a12.
Если эти три размера выбраны или известны, то остальные размеры, определяющие конфигурацию и объем сердечника и обмоток, например, высота стержня lc, расстояние между осями соседних стержней С и другие могут быть легко найдены, если известны допустимые изоляционные расстояния от обмоток ВН до заземленных частей и до других обмоток (a12, a22, lo).
Два основных размера обмотки d12 и lсвязаны выражением

b= .
Величина b определяет соотношение между шириной и высотой трансформатора. Эта величина может варьироваться в широких пределах и практически изменяться от 1, 0 до 3, 5. При этом меньшим значенииям b соответствуют трансформаторы относительно узкие и высокие, а большим – широкие и низкие.
Выбор того или иного значения будет существенно влиять не только на соотношение размеровтрансформатора, но также на соотношение весов активных и других материалов, а следовательно, и на стоимость трансформатора.
Кроме того, изменение b будет сказываться на технических характеристиках трансформатора: потерях, напряжении короткого замыкания и токе холостого хода, механической прочности и нагревостойкости обмоток.
Первый основной размер трансформатора – диаметр, см, стержня сердечника
d = 16 ,
где S′ – мощность на одном стержне в кВ*А; b – коэффициент, связывающий высоту обмотки и средний диаметр витка, принимается по табл. 1.
aр = a12 + – приведенная ширина канала рассеяния;
a12 – изоляционный промежуток между обмотками ВН и НН, определяется по испытательному напряжению обмотки ВН

Второй основной размер трансформатора – средний диаметр канала между обмотками (рис. 1), см:
d12 = d + 2a01 + 2a1 + a12,
где a01 – радиальный размер осевого канала между стержнем и обмоткам НН, см, определяется по табл. 3 для масляных и 10 для сухих трансформаторов; a1 – радиальный размер, м, обмотки НН, который в предварительном расчете определяется по выражению

a1 = К ,
где определялось выше.

ретий основной размер трансформатора – высота обмотки, см, определяется по выражению
l = .
Активное сечение стержня, см, определяется
Пс = К3 × Пфс = К3 × Ккр .
Напряжение одного витка обмотки трансформатора, В:
UВ = 4, 4f × bc × Пс × 10-4.
Определение размеров стержня и обмоток, проводимое в начале расчета, является предварительным. Задача предварительного расчета заключается в приближенном определении основных размеров сердечника и обмоток (d1, d12, l), а также в расчете активного сечения стержня Пс и напряжения одного витка обмотки Uв, что необходимо в дальнейшем для полного расчета обмоток.
В окончательном расчете сердечника, производимом после полного расчета обмоток, проверки и подгонки к заданной норме характеристик короткого замыкания определяют размеры ступеней в сечении стержня и ярма и все остальные размеры сердечника; уточняют активные сечения стержня, а также индукцию; подсчитывают вес стали, потери и ток холостого хода.

В процессе окончательного расчета обмоток и сердечника размеры и величины, приближенно найденные в предварительном расчете, могут быть несколько изменены. Поэтому при расчете характеристик короткого замыкания и холостого хода и других подсчетах, которые приводятся после окончательной раскладки обмотки и определения реальных размеров сердечника, следует пользоваться не предварительно полученными здесь значениями d, d12, l, , a1, Пс и bс, а размерами и величинами, найденными для реальных обмоток и сердечника.

 

2. Расчёт магнитной цепи трансформаторов.

магнитная цепь вдоль средней магнитной линии (рисунок 1) разбивается на участки (стержни, ярма и воздушные зазоры или щели между ними), в пределах которых магнитные индукции B_ст, B_я, B_δ можно считать постоянными. Задаваясь амплитудой потока стержня Ф_ст, определяют амплитуды индукции B_ст, B_я, B_δ = B_ст и затем покривым намагничивания стали находят H_ст и H_я. Тогда намагничивающая сила однофазного
трансформатора (рисунок 1, а)

(1)

Рисунок 1. Магнитная цепь однофазного (а) и трехфазного стержневого (б) трансформатора

где δ – величина зазора, которая для шихтованных магнитопроводов равна 0, 003 – 0, 005 см, а для стыковых магнитопроводов больше этого значения на толщину изоляционной прокладки в стыке.

Магнитная цепь трехстержневого трансформатора несколько несимметрична, и длины магнитных линий для крайних фаз несколько больше, чем для средней. Поэтому намагничивающая сила и намагничивающие токи крайних фаз также несколько больше. На практике этим различием пренебрегают и рассчитывают среднюю намагничивающую силу F для одной фазы. Тогда (рисунок 1, б)

(2)

Здесь n_ф – среднее число стыков или зазоров на фазу. Для трехстержневого трансформатора с шихтованным магнитопроводом (смотрите рисунок 2, б) n_ф = 7/3 и со стыковым магнитопроводом n_ф = 2.

Действующее значение основной гармоники реактивной составляющей намагничивающего тока

(3)

где w – число витков обмотки и k – коэффициент, учитывающий наличие в намагничивающем токе высших гармоник. При B_ст = 1 Т и B_ст = 1, 4 Т соответственно k = 1, 5 и k = 2, 2.

Магнитная характеристика Ф_ст = f(i_0r) имеет вид, показанный на рисунке 1, в статье " Явления, возникающие при намагничивании магнитопроводов трансформаторов".

 

 

З. Основные расчётные коэффициенты при проектировании трансформаторов. Их физическое обоснование.

Коэффициент k_д учитывает наличие добавочных потерь в обмотках, потери в отводах, стенках бака и т. д. Значения k_д могут быть взяты из табл.

Ранее было указано, что определение добавочных потерь в обмотках практически сводится к расчету коэффициента увеличения основных электрических потерь обмотки k_{Д, 0}, где k_{Д, 0} > 1, 0. Этот коэффициент подсчитывается отдельно для каждой обмотки трансформатора. Значение коэффициента зависит от частоты тока f, размеров поперечного сечения проводников обмотки, их удельного электрического сопротивления ρ и их расположения по отношению к полю рассеяния трансформатора.

kз - коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности обмотки изоляционными деталями, рейками

kр - коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному (коэффициент Роговского)

kс - коэффициент заполнения площади круга сталью

Коэффициент заполнения сечения стержня сталью k_c представляет произведение двух коэффициентов

k_с = k_кр k_з

Коэффициент k_кр зависит от числа и размеров ступеней в сечении стержня (см. табл. 2.5, 2.6 и 8.1-8.5), a k_з - от толщины пластин стали и способа их изоляции

kкр - отношение площади ступенчатой фигуры поперечного сечения стержня к площади круга с диаметром d, a kз - отношение площади активного сечения стержня (чистой стали) к площади ступенчатой фигуры сечения стержня.

Коэффициент заполнения сечения стержня (или ярма) сталью k3, равный отношению чистой площади стали в сечении— активного сечения /7С (или /7Я) к площади ступенчатой фигуры Пф, с т. е. k3= Пс / Пф, с, желательно иметь наиболее высоким, потому что понижение этого коэффициента ведет к увеличению массы стали магнитной системы и металла обмоток.

Увеличение числа ступеней увеличивает коэффициент заполнения площади круга k_Kp площадью ступенчатой фигуры, но одновременно увеличивает число типов пластин, имеющих различные размеры, чем усложняет заготовку пластин и сборку магнитной системы.

Величина β определяет соотношение между диаметром и высотой обмотки

с ростом β масса металла обмоток G_о и масса стали в стержнях G_с уменьшаются, а масса стали в ярмах G_я и общая масса стали G_ст трансформатора возрастают. должны возрастать также потери и ток холостого хода

Вместе с этим изменение β сказывается и на технических параметрах трансформатора: потерях и токе холостого хода, механической прочности и нагревостойкости обмоток, габаритных размерах

Коэффициент заполнения сечения стержня (или ярма) сталью К_з, равный отношению чистой площади стали в сечении-активного сечения П_с (или П_я) к площади ступенчатой фигуры П_ф.с, т.е. К_з=П_с/П_ф.с., желательно иметь наиболее высоким, потому что понижение этого коэффициента ведет к увеличению массы стали магнитной системы и металла обмоток. При выборе марки стали и толщины стали для магнитной системы силового трансформатора следует учитывать, что сталь с более высокими магнитными свойствами имеет существенно более высокую цену, а сталь меньшей толщины при более высоких магнитных свойствах имеет меньший коэффициент заполнения К_З. Эта сталь для получения пакета заданных размеров требует изготовления, отжига и укладки при сборке магнитной системы большего числа пластин по сравнению со сталью большей толщины.

Число ступеней, определяемое по числу пакетов стержня в одной половине круга, может быть различным. Увеличение числа ступеней увеличивает коэффициент заполнения площади круга К_кр площадью ступенчатой фигуры, но одновременно увеличивает число типов пластин, имеющих различные размеры, чем усложняет заготовку пластин и сборку магнитной системы.

При определении активного сечения стержня, т.е. чистого сечения стали

в площади круга с диаметром стержня d, в предварительном расчете, когда размеры пакетов пластин стержня еще не установлены, обычно пользуются коэффициентом заполнения сталью К_с, равным отношению активного сечения стержня П_с к площади круга диаметром d. Этот коэффициент равен произведению двух коэффициентов - коэффициента заполнения площади круга площадью П_ф.с. ступенчатой фигуры сечения стержня Ккр и коэффициента заполнения площади ступенчатой фигуры Пф.с чистой сталью Кз

К_кр=4П_ф._с/(pd²); П_ф._с=К_крpd²/4; К_з=4П_с/(К_крpd²);

 

П_с=К_кр К_зpd²/4; П_с=К_сpd²/4; К_с=К_крК_з

коэффициент Роговского (коэффициент приведения идеализированного поля рассеяния к реальному). выбирается из справочного материала

Для трансформатора стержневого типа со стержнями, имеющими сечение в форме ступенчатой фигуры, вписанной в окружность, основным размером является диаметр этой окружности. Этот диаметр согласно [1] определяется по формуле:

где – мощность на один стержень, ВА;

- ширина приведенного канала рассеяния, мм;

- коэффициент соотношения основных размеров обмоток;

- коэффициент Роговского (коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному) выбирается из справочного материала, согласно ;

- частота питающего напряжения, согласно задания = 50, Гц;

- максимальная индукция в стержне, Тл;

- коэффициент заполнения сталью окружности;

- реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Белоруссия, Казахстан и Российская Федерация являются государствами Таможенного союза- имеющими одну таможенную территорию ,единый таможенный тариф ТС, Единую ТН ВЭД ТС.
2. Бермудский треугольник попыток, или как по падать в фазу в два раза чаще
3. БИЛЕТ 18.Волновое движение. Плоская гармоническая волна. Длина волны, волновое число. Фазовая скорость. Уравнение волны. Одномерное волновое уравнение.
4. Будущее неавтономных способов входа в фазу
5. В общем, вернулись домой мы в десять тридцать пять, с одиннадцатью пакетами наперевес, из которых Алекс сам выбрал только одну рубашку.
6. Влияние добычи минеральных ресурсов на природную среду и мероприятия по их рациональному использованию и охране недр.
7. Вычислить как целое число значение выражения (без переменных), записанного в постфиксной форме в текстовом файле postfix.
8. Вязкая жидкость. Формула Стокса. Турбулентное и ламинарное течение. Число Рейнольдса.
9. Глава 14, заполненная красивыми вещами (тринадцатую пропускаем, потому что это несчастливое число)
10. Две линии бригад составляли центр боевого порядка шведской армии, а многочисленная кавалерия размещалась на его флангах вперемежку с небольшим числом мушкетеров.
11. Есть ли «число зверя» в штрих-коде?
12. Замена нескольких парал ветвей с ист энергии на одну эквивал.