Курсовая работа: Расчет силового трансформатора

                                                                                    (4.25)

Суммарная радиальная сила, действующая на наружную обмотку и стремящаяся растянуть ее, равна:

                                                      (4.26)

На обмотку также действует осевая сила , которая алгебраически складывается из двух сил  и . Если нет разрыва в обмотке, то  = 0. Так как для рассчитываемого трансформатора регулировочные витки располагаются по высоте всего наружного слоя и соответственно разрыв в обмотке отсутствует, то  = 0.

                                                                                  (4.27)

Тогда полная осевая сила будет равна:

Учитывая взаимное расположение обмоток, имеем:

- сжимающая сила обмотки:

 = 0

- сила, действующая на ярмо:

 = 0

Для оценки механической прочности обмотки определяют напряжение сжатия во внутренней обмотке НН, возникающее под воздействием радиальной силы  и напряжения сжатия в прокладках межвитковой и опорной изоляции обмоток.

При определении напряжения сжатия от радиальной силы находится сила, сжимающая внутреннюю обмотку, условно рассматриваемая как статическая:

                                                                                       (4.28)

Напряжение на сжатие в проводе обмоток:

                                                                          (4.29)

или при допустимом  МПа  допустимого.

Напряжение на разрыв в наружной обмотке АН имеет гарантированный запас и в трансформаторах мощностью до 6300 кВ·А может не рассчитываться.

Напряжение сжатия на опорных прокладках НН:

                                                                               (4.30)

где - число прокладок на окружности обмотки ( = 8);

- радиальный размер обмотки, м;

 - ширина прокладки, м, принимается от 0,04 до 0,06 м [1].

или при допустимом  МПа  допустимого.

При расчете температуры обмоток при КЗ полагают, что вследствие кратковременного процесса можно не учитывать теплоотдачу от обмотки к маслу и считать, что все тепло, выделяющееся в обмотке, накапливается, повышая ее температуру. Если при расчете температуры обмотки учесть увеличение удельного сопротивления провода с его нагревом, а также теплоемкость металла провода и его изоляции, то, полагая изменение температуры обмотки с изменением времени линейным, можно конечную температуру обмотки ,°С, через , с, после возникновения КЗ определить по формуле (для алюминиевых обмоток) [2]:

                                                                     (4.31)

где  - начальная температура обмотки, принимаемая за 90°С;

 - длительность КЗ, которая для трансформаторов с номинальным напряжением 35 кВ·А и ниже равна 4 с.

°С,

то ниже допустимой температуры для алюминиевых обмоток  = 200 °С.

Время достижения температуры 200 °С:

°С,                                                                       (4.32)

5  РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ

Окончательно выбираем конструкцию магнитной системы – трехстержневая с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми на среднем. Прессовку стержней осуществляем деревянными планками и стержнями, ярм – прессующими шпильками, проходящими вне активной стали марки 3404 толщиной 0,3 мм.

5.1  Размеры пакетов и активных сечений стержня и ярма

Расстояние между осями соседних стержней плоских шихтованных магнитных систем равно сумме внешнего диаметра наружной обмотки и изоляционного расстояния  между наружными обмотками соседних стержней, т.е.

                                                                                (5.1)

Принимаем = 26 см.

Выбираем размеры пакетов стали провода при d =0,125 м. Чтобы получить полное сечение стержня и ярма, необходимо данные таблицы [1] умножить на два, т.к данные даны для одного сектора, т.е. половины круга заполнения сечения стержня и ярма.

a×b =120×18; 105×16; 95×6; 85×6; 65×7; 40×6; D = 0,125 м; nc = 6; aя= 65 мм; сечение стержня = 112,3 см2; сечение ярма = 115,3 см2; объем угла = 1,157 дм3

Определяем высоту окна, см:

                                                                           (5.2)

где     - высота обмотки ВН;

 - расстояние от обмотки до ярма сверху (равно значению , определенному ранее по справочным данным);

 - расстояние от обмотки до ярма снизу (равно значению , определенному ранее, плюс прессующее кольцо на 45 мм).

Принимаем  = 57 см.

Активное сечение стержня и ярма определяется по формуле:

                                                                                       (5.3)

где  - фактическое сечение стержня и ярма

 = 0,01123 м2,

 = 0,01153 м2.

5.2  Определение масс активной стали

Масса стали одного угла при многоступенчатой форме сечения определяется по формуле:

                                                                                     (5.4)

где  - объем угла, дм3;

 - плотность электротехнической стали, для холоднокатаной стали принимается  = 7,65 кг/дм3.

Масса стержней определяется по следующей формуле:

                                                   (5.5)

где - число стержней магнитной системы;

- площадь поперечного сечения стержня, см2;

 - высота окна, см;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8