SHPORA.net :: PDA

[ Back ]

Определение основных размеров. По результатам измере-ний при осмотре активной части трансформатора составляют эскиз магнитной системы, на котором указываются ее основные размеры. Расстояние между стержней С определяется для трехфазной С=(lЯР-аС)/2,



для однофазной —



где lЯР — длина ярма; ас —ширина средней (основной) ступени сечения стержня.

Высота окна Н (длина стержня) равна расстоянию между внутренними плоскостями верхнего и нижнего ярем в свету.

Для проверки измеренного диаметра стержня d производят его вычисление



где bс — толщина основного среднего пакета.

Полная площадь ступенчатого сечения стержня Пф является суммой сечений пакетов пластин. Активное сечение стали стержня



где kЗ — коэффициент заполнения ступенчатой фигуры чис-той сталью (без изоляции); в зависимости от марки стали и типа изоляционного покрытия для холоднокатаной стали k3=0,930,97.

При переизолировке стали учитывается уменьшение актив-ного сечения на 2—3%. Полученное значение Пс можно про-ве¬рить по формуле



где kKP — коэффициент заполнения площади круга с диаме-т¬ром d площадью ступенчатой фигуры; для 5—6 ступеней kKP =0.930.97

Сечение ярма определяют аналогично.

Полученные при измерениях размеры провода в трансфор-маторах отечественного производства сравнивают со стандар-тными.

При наличии паспортных и обмоточных данных трансфор-матора и использовании старого провода (или нового тех же размеров) восстановление трансформатора не вызывает за-труднений.

При поверочном расчете параметров холостого хода опре-де¬ляют индукцию в стержне магнитной системы



где uB = UФ/w— ЭДС витка.

Чтобы убедиться в правильности расчета, полученное значе-ние индукции сравнивают с рекомендуемыми для холоднока-таной стали (1,51,65 Тл) в трансформаторах I—IV габа-ритов. Индукция в ярме Вя определяется аналогично (при использовании в формуле для Вс сечения ярма Пя).

Расчет потерь холостого хода при известных индукции и массе элементов магнитной системы и способе шихтовки (косые, прямые или комбинированные стыки) выполняется по общепринятой методике. Увеличение потерь вследствие пере-шихтовки верхнего ярма учитывается коэффициентом kд=1,051,1. При полной перешихтовке магнитной системы kд=1,241,25. Аналогично, влияние перешихтовки учитывается при расчете намагничивающей мощности.

Полученные при расчете значения потерь и тока холостого хода сравнивают с нормируемыми (по стандарту или техниче-ским условиям).

Пересчет обмоточных данных

В основу расчета должны быть положены следующие требования: обеспечение электрической прочности изоляции; обеспечение параметров холостого хода и короткого замыкания в соответствии с требованиями норматив¬ных документов; обеспечение технических требований заказ¬чика.

Расчет проводится по общепринятой методике. После опре-деления основных размеров магнитной системы, по паспорт-ным данным рассчитывают основные электрические величины (ли¬нейные и фазные токи и напряжения обмоток НН и ВН). Вы¬бор индукции в стержне производят в соответствии с данными выше рекомендациями.

Следует иметь в виду, что завышение магнитной индукции приводит к увеличению потерь и тока холостого хода, а зани-жение—к затруднениям при размещении обмоток (при боль¬шем числе витков) в заданных размерах магнитной системы.

Проводится поверочный расчет параметров холостого хода.

Определяют ЭДС одного витка



После определения чисел витков в обмотках НН и ВН про-изводят выбор типа обмоток (цилиндрические, винтовые, не-прерывные) по мощности, току, напряжению обмотки и сечению витка.

Сечение витка обмоток определяют либо по рекомендуемой плотности тока JСР (А/м2), либо рассчитывают по заданным потерям короткого замыкания по формулам:

для медных обмоток



для алюминиевых обмоток



Здесь k — коэффициент, учитывающий наличие добавочных по¬терь в обмотках, потери в отводах, стенках бака и т. д. (для трансформаторов мощностью до 100 кВА k=0,97, мощностью 160—1000 кВА k=0,910,96); Pк —потери короткого замыка-ния, Вт; S — номинальная мощность, кВА; d12 = аd — средний диаметр канала обмоток НН и ВН, м; а= 1,381,30 для обмо-ток из меди (для обмоток из алюминия — а= 1,461,48),

По испытательным напряжениям обмоток производят выбор изоляционных расстояний и геометрии изоляционных проме-жутков. После выбора типа обмоток и изоляции проводят ра-счет обмоток, размещая их на стержне (с учетом заданных разме¬ров магнитной системы). Осевой размер обмоток принимают равным H-2l0 (где l0 — расстояние от торца обмотки ВН до ярма при отсутствии прессующих колец). Осевые размеры об¬моток ВН и НН принимают равными. После размещения (рас¬кладки) обмоток определяют их внутренние и наружные диа¬метры и размеры в осевом и радиальном направлениях.

Проверка возможности размещения обмоток в окне магнит-ной системы сводится к сопоставлению рассчитанного проме-жутка между обмотками соседних фаз L с выбранным между-фазным изоляционным расстоянием и ра-сстоянием до ярма

Рассчитывают массу обмоток и вычисляют потери и напря-жение короткого замыкания, сравнивая их с нормированными значениями, при отклонении от которых (более чем на 5%) можно несколько изменить размеры изоляционного расстоя-ния между обмотками а12 (только в сторону увеличения) или высо¬ту обмоток (если позволяют размеры изоляции и окна магнит¬ной системы), или изменить ЭДС одного витка (и число вит¬ков). Эти изменения требуют повторного расчета.

Расчет трансформатора при отсутствии паспортных и обмоточных данных

Определение параметров трансформатора, в частности его мощности, можно произвести по известным размерам магнит-ной системы.



Диаметр стержня d является одним из ос¬новных; размеров трансформатора. Основываясь на законе геометрического по-добия, связывающего мощность трансформато¬ра с его ли-нейными размерами, можно найти связь между диаметром стержня А и мощностью S' (кВА) одного стержня:

Приведенная ширина двух обмоток (м) достаточно точно определяется по формуле



Для трансформаторов мощностью 100—1000 кВА с медны-ми обмотками K=0,6 (для алюминиевых обмоток K==0,75).

Радиальный размер обмотки НН а1 (ближайшей к стержню) для этих трансформаторов приближенно определяют из соот-ношения



откуда a10.58a2

Радиальный размер наружной обмотки (ВН) а2 ориентиро-вочно можно определить по формуле



где коэффициент b для трансформаторов с обмотками из меди принимается равным 0,4 (для обмоток из алюминия b=0,5). Таким образом:





Следовательно мощность одного стержня

Мощность трехфазного трансформатора S=3S'.

Полученное приближенное значение мощности необходимо округлить до ближайшего стандартного. Далее для заданных номинальных напряжений обмоток (с учетом схемы соедине-ния) определяют основные электрические величины.

В соответствии с классом напряжения и испытательными на-пряжениями обмоток выбирают основные изоляционные про-межутки и конструкцию изоляции: по испытательному напря-жению обмотки НН —расстояние а01 (от обмотки до стержня), расстояние а12 (между обмотками НН и ВН) —по испытательному напряжению обмотки ВН, принимают осевые размеру об¬моток одинаковыми и расстояние l0 в торцовой зоне (от обмот¬ки до верхнего и нижнего ярем) определяют по испытательному напряжению обмотки ВН, расстояние между обмотками со¬седних фаз а22 —по испытательному напряжению обмотки ВН.

Для расчета сечения витка предварительно задаются плот-ностью тока — для меди в обмотке НН J1=4,0-106 А/м2, в об-мотке ВН — J2<3,5-106 А/м2.

Повышение плотности тока сверх указанных пределов свя-зано с увеличением потерь короткого замыкания (следовате-ль¬но, и с повышенным нагревом обмоток). Заниженная плот-ность тока влечет за собой недостаточное использование се-чения вит¬ка, увеличение массы обмоток, а в некоторых слу-чаях приво¬дит к тому, что нужное число витков, оказывается, невозможно разместить в заданных размерах магнитопровода.

Приемлемость предварительно выбранных сечений может быть установлена лишь на последнем этапе расчета при рас-чете потерь и удельной тепловой нагрузки обмоток q.