Трансформаторы

Наибольшую механическую нагрузку испытывают внутренние обмотки НН, в них наиболее часто наблюдается потеря радиальной устойчивости. Радиальная механическая сила на одну обмотку, Н: Осевая сила, НДополнительная осевая сила, НЗначениеkхустанавливаетсявзависимостиотрасположения обмоток. В случае если величина hx=0, то kх=1. Если hx > 0, то значение коэффициента kх=4. Принимается kх=4. Максимальная сжимающая сила, Н: Напряжение на сжатие в проводниках обмоток, мПа: Для обеспечения механической стойкости обмоток напряжение на сжатие не должно быть более 30 мПа для медных обмоток и 15 мПа для алюминиевых обмоток. Масса участков магнитной системы.

Усредненное значение удельной массовой плотности стали, кг/м3:γст =7650 кг/м3По принятому размеру D0 по таблице29 [1] определяем:

геометрическое сечение ярма, м2: Пя. с=0,1 153 м²;

— объем угла, м3: Vy=0,1 157 м³;

— высоту ярма (по ширине наибольшего листа), м: hя=0,12 м. Масса угла, кг: Му=Vy· Кз· γст=0,1 157· 0,96·7650=8,497 кг. Масса стержней, кг: Активное сечение стержня м2: Масса ярм, кг: где 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.

Удельные магнитные потери электротехнической стали марки 3405 толщиной листа 0,3 мм могут быть установлены по таблице 38 [1]: по индукции в стержнях Рс=1,372 Вт/кг;по индукции в ярме.

Ря=1,316 Вт/кг.Коэффициенты увеличения потерь для углов с прямыми Кпр косыми Кк стыками устанавливаются по значению индукции в углах изтаблице 39 [1]: Кпр=2,34; Кк=1,38.Магнитная цепь может быть изготовлена из стальных листов с отжигом или без отжига. При резке листов, штамповке отверстий и закатке заусениц получается наклеп, магнитные свойства стали изменяются и потеривозрастают. Мерой борьбы с наклепом является отжиг листов стали после механической обработки, который почти полностью восстанавливает магнитные свойства стали. Потери холостого хода (в стали магнитопровода), Втгдеnпрс= 2 — число углов с прямыми стыками листов;nк=4- число углов с косыми стыками листов;

К1 = 1,1 коэффициент, учитывающий добавочные потери в магнитопроводе;

Полученное значение потерь сравнивается с Рх, указанным в ТЗ: Согласно ГОСТ 11 920;85 отклонение расчётной величины от нормированной не должно превышать ±15%.Удельные намагничивающие потери (табл. 38):по индукции в стержняхqc= 2,304 ВА/кг;по индукции в ярме qя=2,072 ВА/кг.Удельные намагничивающие мощности (табл. 38)-по средней индукции в косом стыке: qЗК=3520 ВА/м2;

— по индукции в стержне для прямого стыка стержня: qЗС=25 840 ВА/м2;

— по индукции в ярме для прямого стыка ярма: qЗЯ=23 920 ВА/м2Коэффициенты, учитывающие увеличение намагничивающей мощности в углах с прямыми и косыми стыками, принимаются изтаблице 39 [1] по значению индукции в углах Ву. Устанавливаются коэффициенты: К’пр=11,2; К’к=2,17.Суммарная намагничивающая мощность для всех стыков, ВАр: гдеnЗС =1 для трехстержневого трансформатора;nЗЯ = 2 для трехстержневого трансформатора;nЗК = 4 для трехстержневого трансформатора. Намагничивающая мощность всей магнитной системы, ВАр: где.

К'2= 1,65 — при отжиге листов. Относительное значение тока холостого тока, %Полученноезначениетокахолостогоходасравниваетсясустановленнымв ТЗ: Согласно.

ГОСТ11 920;85отклонениерасчётнойвеличиныот нормированной не должно превышать ±15%.Относительное значение активной составляющей тока.

Относительное значение реактивной составляющей тока:

Коэффициент полезного действия трансформатора 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 передаётся во вторичную обмотку. Часть реактивной мощности расходуется на создание основного поля в магнитной системе и поля рассеяния, а оставшаяся часть передаётся в питаемую от трансформатора сеть. Напряжением UK 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. Для определенности расчета следует установить, какая обмотка будет вторичной, а какая — первичной. Принимаем в качестве первичной обмотки обмотку ВН, а в качестве вторичной обмотки обмотку НН. Коэффициент нагрузки при номинальном режимегде номинальные величины представлены линейными значениями. Коэффициентмощностинагрузкиопределяетсяхарактером нагрузки, обычно задается в техническом задании cosφ2 =0,8.Суммарные потери трансформатора принимаются, равными сумме потерь холостого хода, и потерь короткого замыкания, Вт: Изменениенапряжениявпроцентахотноминального вторичного напряжения,%:В соответствии с ГОСТ 1516.

1−87 отклонение расчетной величины от нормативной должно составлять не более ±10%.Напряжение на выводах вторичной обмотки, В: Коэффициент полезного действия, %:Максимальное значение коэффициента полезного действия, %:Заключение.

Спроектированныйтрансформаторсоответствует требованиям ГОСТ 12 022;76, предъявляемым к параметрам и рабочим свойствам трехфазных силовых масляных трансформаторов общепромышленного назначения. Данный трансформатор может быть использован в качестве силового трансформатора общепромышленного назначения. Соответствие параметров и рабочих свойств требованиям ГОСТ представлены в таблице:

Рабочие свойства.

Установленное в ТЗ значение.

Расчетное значение.

Отклонениеотрасчетногозначения, %Допускаемое ГОСТотклонение.

Напряжение КЗ,%4,54,918,3ГОСТ 15 161−85± 10%Ток XX, %2,32,04−12ГОСТ 1 1920;85±15%Потери к.з. приноминальномтоке, Вт.29 702 828,84−5ГОСТ 15 161−85 ±10%Потери х.х. приноминальномнапряжении, Вт.630 565,87−11ГОСТ 11 920;85 ±15%Список использованной литературы1. Электромеханика: учебно-методический комплекс/сост.: Е. П. Брандина, О. М. Вальц, В. И. Рябуха, А. А. Томов. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2008. — 193 с.;2. Тихомиров, П. М. Расчет трансформаторов/ П. М. Тихомиров. ;

М.: Энергоатомиздат, 1986. — 528 с.

3. Гончарук, А. И. Расчет и конструирование трансформаторов/ А. И. Гончарук. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 257 с.

4. Васютинский, С. Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов/ С. Б. Васютинский.

Л.: Энергия, 1970.

5. Дымков, А. М. Расчет и конструирование трансформаторов/ А. М. Дымков.

М.: Высшая школа, 1971.

6. Сапожников, А. В. Конструирование трансформаторов/ А. В. Сапожников.

М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959.