Трансформатор силовой (расчет)

 В данном  случае размещение обмотки соблюдается  

Радиальный  размер обмотки, м: 

- без  экрана

 

- с экраном

      

Наружный  диаметр обмотки ВН, м: 

- без  экрана

 

- с экраном

       

Уточненные  значения, необходимые для расчеты режимов коротокого замыкания и холостого хода 

Ширина  канала, м: 

 

Средний диаметр между обмотками ВН и НН, м: 

         

Соотношение между основными  размерами трансформатора 

Устанавливается величина высоты наибольшей катушки, м: 

 

Изоляционные  расстояния между обмотками НН и  ВН от ярма, устанавливаются в зависимости  от мощности трансформатора и выличины испытательного напряжения 

НН 

ВН    

Полная высота окна H с учетом изоляции устанавливается по высоте катушки, м: 

 
 

Коэффициент, устанавливающий соотношение между основными размерами 

 

Полученное значение сравнивается с ранее принятым  

 

Расстояние между  осями соседних стержней, м: 

 

Длина магнитопровода, м: 

 

Расстояние  между крайними витками с током  обмоток НН и ВН, м: 

 

Отношение размеров и

Все основные геометрические размеры трансформатора определены. Выполняется эскиз магнитной  системы. 

Коэффициент рассеяния

 

Коэффициент, учитывающий отклонение реального  поля от идеального (коэффициент Роговского)

Коэффициент учета неравномерного распределения  витков по высоте

 
 

Коэффициенты для расчета добавочных потерь

 

Коэффициенты, учитывающие  добавочные потери от вихревых токов, вызванных собственными магнитными полями рассеяния обмоток

 
 

Массы и активные сопротивления  обмоток 

Средний диаметр обмоток, м:

 

Полная длина  провода в катушках, м:

 

Объем всех проводников, м:

 
 
 

Масса обмоток  НН и ВН, кг:

 

Активное сопротивление  обмоток при расчетной температуре, Ом:

 

Массы и активные сопротивления  отводов 

Общая длина  проводов в отводах при принятом сечении провода, м:

( )

при соединении обмоток «звезда» -

 

Объем всех отводов, м³:

   

Масса отводов (учитывая материал обмоток), кг:

 

Активное сопротивление  отводов при расчетной температуре, Ом:

 
 
 
 
 
 
 
 

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОПЫТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ. 

Основные  потери в обмотках, Вт

 

Основные  потери в отводах, Вт

 

Потери  в стенках бака и других стальных конструкциях достаточно можно определить по приближенной зависимости, Вт

 

Полные  потери КЗ, Вт

     

Сравниваем  полученное значение с , установленным в задании, %

 

Напряжение  КЗ

- активная  составляющая, %

 
 
 

- реактивная составляющая, %

 Полное  напряжение КЗ, %

 

Сравнение полученного значения с  , установленным в задании, %

 

Расчет  температуры нагрева  обмоток при КЗ 

Действующее значение установившегося тока КЗ, А

 

Коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую

 

Мгновенное  максимальное значение тока КЗ,А

 

Допустимая  продолжительность протекания тока КЗ

Температура обмоток через  после возникновения КЗ

- для  медных обмоток

 

Время достижения для «медных» обмоток, с

Расчет  механических сил в обмотках 

Радиальная  механическая сила на одну обмотку, Н

 

Осевая  сила

 

Дополнительная  осевая сила, Н

 

Максимальная  сжимающая сила, Н

 

Напряжения  на сжатие в проводниках обмоток, мПа

Масса участков магнитной  системы 

Усредненное значение удельной массовой плотности  стали, кг/м³

 

По принятому  D₀ определяем:

- геометрическое  сечение ярма,м²

- объем  угла, м³

- высоту  ярма (по ширине наибольшего листа), м

 

Масса угла, кг

         

Масса стержней, кг

    

активное  сечение стержня, м²

 

Масса ярм, кг

активное сечение ярма, м²

 
 
 

Масса стали, кг

  

Суммарная масса активных материалов, кг

  

Магнитная цепь и параметры  холостого хода 

Магнитная индукция в стали стержня сердечника, Т

 

Магнитная индукция в стали ярма, Т

 

Магнитная индукция в углах, Т

 

Средняя индукция в косом стыке, Т

  

Удельные  магнитные потери электротехнической стали марки 3405

- по  индукции в стрежне 

- по  индукции в ярме   

Коэффициенты  увеличения потерь для углов с  прямыми  и косыми стыками, устанавливается по значению индукции в угла

    

Потери холостого хода (в стали магнитопровода), Вт 

 

 

  

Полученное  значение потерь сравнивается с Р_х, указанным в задании, %

 

Удельные  намагничивающие потери

- по  индукции в стержнях

- по  индукции в ярме   

Удельные  намагничивающие мощности

- по  средней индукции в косом стыке 

- по индукции  в стержне для прямого стыка  стержня 

- по индукции  в ярме для прямого стыка  стержня   

Коэффициенты, учитывающие  увеличение намагничивающей мощности в углах с прямыми и косыми стыками, принимается по значению индукции в углах В_у

    

Суммарная намагничивающая  мощность для всех стыков, Вар

для трехстержневого  трансформатора

 

Намагничивающая мощность всей системы, ВАр

   

Относительное значение тока холостого хода, %

        

S – полная мощность, кВА; Q_x – намагничивающая мощность всей магнитной системы, Вар 

Полученное  значение тока холостого хода сравнивается с установленным в техническом задании

Относительное значение активной составляющей тока ХХ, %:

          

Относительное значение реактивной составляющей тока ХХ, %:

          
 

Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке

Полная мощность трансформатора, подводимая к первичной  обмотке, содержит активную и реактивную составляющие.

Часть активной мощности расходуется на потери в  обмотках, элементах конструкции  и магнитопроводе трансформатора, а  оставшаяся часть передается на вторичную обмотку.

Часть реактивной мощности расходуется на создание основного  поля в магнитной системе и  поля рассеяния, а оставшаяся часть  передается в питаемую от трансформатора сеть.

Напряжением U_к  определяется часть полной мощности трансформатора, расходуемой на рассеяние.

Током холостого  хода определяется часть полной мощности трансформатора, расходуемой на создание основного магнитного поля (намагничивания) магнитной системы.

Принимаем в  качестве первичной обмотки обмотку ВН, а в качестве вторичной – обмотку НН. 

Коэффициент нагрузки при номинальной режиме

 

Коэффициент мощности нагрузки  

Суммарные потери трансформатора принимаются равными  сумме потери холостого хода и  короткого замыкания, Вт

 
 
 

Изменение напряжения в процентах от номинального вторичного напряжения, %

 

Напряжение на выводах вторичной обмотки, В

 

Коэффициент полезного  действия, %