Расчёт транформатора «ТМ – 25/6»

Рисунок 3 Направление механических усилий в обмотках при КЗ.4.3.3. радиальная сила, действующая на обмотки ВН: (9.5)где - коэффициент, вычисленный на этапе расчета напряжения короткого замыкания;- число витков обмотки ВН.На обмотку НН действует радиальная сила, равная приложенной к обмотке ВН, но противоположного направления.Поперечное поле рассеяния, направление которого в верхних и нижних половинах обмоток прямо противоположно, образует механические силы , сжимающие обмотки в осевом направлении.4.3.4. Средне сжимающее напряжение в проводе обмотки НН:(9.6)4.3.5. Среднее растягивающее напряжение в проводах обмотки ВН:(9.7)т.е. 1% допустимого значения 60 Мпа.4.3.6. Осевая сила F´ос определяется:(9.8) (9.9)где lx= 259,2 мм; m = 4; после установки размеров бака l'' = 0,156 м. Распределение осевых сил. 4.3.7. Максимальные сжимающие силы в обмотках: (10.0)Наибольшая сжимающая сила наблюдается в середине обмотки НН, где FСЖ = 17398 Н.4.3.8. Температура обмотки через tк=5 с после возникновения короткого замыкания: (10.1)5. Расчет магнитной системы трансформатора5.1. Определение размеров и массы магнитной системыПринята конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной, стали марки 3411- 0,35 мм.Ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны для стержня диаметром 0,08м без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня 4, в сечении ярма 3.Общая толщена пакетов стержня (ширина ярма) 0,068 м. Площадь ступенчатой стержня.Рисунок 4.1 - Сечения стержня. Масштаб 2:1Рисунок 4.2 -Сечения ярма. Масштаб 2:1.5.1.1. Площадь сечения стержня:(10.2)5.1.2. Площадь сечения ярма:(10.3)5.1.3. Объем угла магнитной системы:(10.4)5.1.4. Активное сечение стержня:(10.4) где Пфс – площадь сечения стержня, определяется по табл. 5.5;кз – коэффициент заполнения сталь ( для стали с толщиной листов 0,30 мм равен 0,96).5.1.5. Активное сечение ярма:(10.5) где Пфс – площадь сечения стержня, определяется по табл. 5.5.5.1.5. Объем стали угла магнитной системы:(10.6)5.1.6. Длина стержня трансформатора:(10.7)где - расстояние от обмотки до верхнего и нижнего ярма.5.1.7. Расстояние между осями стержня:(10.8)5.1.8. Масса стали угла магнитной системы: (10.9)где - объем угла магнитной системы, определяемый по [1] табл. 5.5;- плотность трансформаторной стали.5.1.9. Масса стали двух ярм трехфазного трансформатора: (11.0)Где С – расстояние между осями стержня.5.1.10. Масса стали стержня:(11.1) 5.1.11. Полная масса магнитной системы трансформатора:(11.2)5.2. Определение потерь холостого хода5.2.1. Устанавливаются значения индукции стержня и ярма:(11.3) 5.2.2. Потери холостого хода в магнитопроводе стержневого типа: (11.4)где - коэффициент увеличения потерь в углах магнитной системы при прямых и косых стыках ([1] табл. 8.13); - коэффициент, учитывающий влияние техпроцесса резки ([1], стр. 380); - коэффициент, учитывающий удаление заусенцев ([1], стр. 380); - коэффициент, учитывающий форму сечения ярма ([1], стр. 379); - коэффициент, учитывающий влияние прессовки ([1], табл. 8.12); - коэффициент, учитывающий перешихтовку верхнего ярма остова при установке обмоток.Удельные потери в стали стержней и ярма определяются по [1] табл. 8.10 в зависимости от значений индукций в стержне и ярме для стали марки 3404 толщиной 0,3мм при шихтовке в две пластины. При (11.6) При (11.7) При (11.8)Для прямых стыков площадь зазора в стыке равна площади сечения в стержне и индукция равная индукции в стержне:Погрешность: (11.9) 5.3 Определение тока холостого тока трансформатора 5.3.1. Активная составляющая тока холостого хода:; (12.0) 5.3.2. Полная намагничивающая мощность:785 кВаргде - коэффициент учитывающий количество углов с косыми и прямыми стыками в магнитной системе ([1] табл. 8.20); - коэффициент, учитывающий влияние тех процесса резки рулона на пластины; - коэффициент, учитывающий удаление заусенцев; - коэффициент, учитывающий форму сечения ярма; - коэффициент, учитывающий влияние прессовки; - коэффициент, учитывающий перешихтовку верхнего ярма остова при установке обмоток; - коэффициент, учитывающий ширину пластин в углах магнитной системы. При (12.1) При (12.2) При (12.3)5.3.3. Реактивная составляющая тока холостого хода:; (12.4) 5.3.4 Полный фазный ток холостого хода: (12.5)5.3.5 Погрешность: (12.6)6. Расчет параметров Т- образной схемы заземления.На рисунке 5. представим Т-образную схему замещения трансформатора.Рисунок 5. – Т-образная схема замещения трансформатора6.1. Определение ток холостого:(12.7)6.2. Определение эквивалент необратимых потерь в сердечнике:(12.8)6.3. Определение входное сопротивление трансформатора при холостом ходе:(12.9)6.4. Определение эквивалент реактивных потерь в сердечнике:(13.0)6.5 Определение напряжение короткого замыкания трансформатора: (13.1) 6.6. Определение входное сопротивление трансформатора при коротком замыкания: (13.2) 6.7. Определим входное активное сопротивление трансформатора: (13.3) 6.8. Определим входное реактивное сопротивление трансформатора: (13.4) 6.9. Определим активное сопротивление первичной обмотки: (13.5) 6.10. Определим индуктивное сопротивление рассеивания первичной обмотки: (13.6)6.11. Определяем коэффициент трансформации:(13.7)6.12. Определяем активное сопротивление вторичной обмотки:(13.8)6.13 Определяем индуктивное сопротивление рассеивания вторичной обмотки трансформатора:(13.9)7.Сопоставление технико-экономических показателей серийного и проектируемого трансформаторовТаблица 1 – Сравнительная таблица показателейПоказателиПоказатели по расчетуПоказатели серийного трансформатораПотери короткого замыкания Pk, Вт515500Напряжение короткого замыкания uk, %0,304,5Потери холостого хода P0, Вт0,1240,125Ток холостого хода i0, %2,883,2ЗАКЛЮЧЕНИЕВ курсовом проекте произведен расчет силового трансформатора типа ТМ-25. Разработанный трансформатор имеет магнитопровод стержневой конструкции, набранный из листов холоднокатаной электротехнической стали марки.В качестве проводникового материала в обмотках использованалюминий. Конструктивное исполнение обмоток: ОНН - цилиндрическая одно- и двухслойная из прямоугольного провода; ОВН –цилиндрическая многослойнаяиз круглого провода. Расчетное значение потерь короткого замыкание Рк меньше требуемого ГОСТом. Расчетное значение потерь холостого хода Рх больше заданного значения, что не превышает допустимого отклонения 5 %. Полученныевеличины потерь можно считать удовлетворительными, так как зависящие от них параметры трансформатора находятся в допустимых пределах:Расчетный ток холостого хода Iх в расчетах получился практически такой же, как и в задании. В связи с этим, трансформатор будет более эффективен в процессе эксплуатации. Расчетное значение напряжения короткого замыкания Uк получился такой же, что и в задании, что не превышает 5%.Библиографический списокМонюшко, Н.Д. Расчёт трансформаторов: Учебное пособие по курсу « Электрические машины» для студентов-заочников Н.Д. Монюшко, Э.А. Сигалов, А.С. Важенин.- Челябинск: ЧПИ, 1986. – 86 с.Дополнительная литература:2. Тихомиров, П.М. Расчёт трансформаторов: Учеб. пособие для электротехн. и электромех. спец. вузов. – М.: Энергоатомиздат , 1986. (можно любой год издания).3. Проектирование трансформаторов. Методические указания к курсовому проектированию, ч.1 и ч.2. Под. ред. Монюшко Н.Д. Челябинск, ЧПИ. 1984