Ориентировочная плотность тока

.

Ориентировочное сечение витка

По т. 5.8 выбираем многослойную цилиндрическую обмотку из круглого провода.

По сортаменту медного провода (т. 5.1) выбираем провод марки ПБ, с изоляцией на две стороны .

марка провода х число параллельных проводов х

или ,, сечением

Плотность тока

Число витков в слое ,

Число слоев в обмотке ориентировочно

Рабочее напряжение двух слоев обмотки:

При таком v_Мсл = 4330 В осевой размер больше L₂. Поэтому принимаем число витков в слое 170, тогда рабочее напряжение двух слоев:

Число слоев в обмотке:

Число витков в слоях:

слои
1-9 слой	170*9=1530
10 слой	102+2*20=142
11 слой	22*6=132
	1804

По рабочему напряжению двух слоев по табл.4.7 выбираем междуслойную изоляцию с числом слоев 7х0,12 мм и общую толщину кабельной бумаги в изоляции между двумя слоями обмотки 22 мм.

Минимальная ширина масляного канала между катушками (таб.9.2).

Радиальный размер обмотки при двух катушках без экрана:

Диаметры обмотки:

–внутренний диаметр;

–наружный диаметр;

–масса металла.

Масса провода обмотки ВН:

Расчет параметров короткого замыкания.

Потери короткого замыкания

Основные потери

Обмотка НН

Обмотка вн

Добавочные потери

Обмотка НН , где

,

–размер проводника в направлении параллельном линии индукции магнитного поля рассеивания;

–размер проводника в направлении перпендикулярном линии индукции магнитного поля рассеивания;

–общий размер обмотки в направлении линии индукции магнитного поля рассеивания;

–число проводников обмотки направленных параллельно линии магнитной индукции поля рассеивания;

–коэффициент приведения поля рассеивания.

, где ,

Обмотка ВН

,

где

, – диаметр круглого провода;

–общий размер обмотки

Основные потери в отводах:

Отводы НН

Длина проводов приблизительно (для соединения в треугольник)

;

Масса отводов ;

-плотность металла отводов для меди.

Потери при ,

.

Отводы ВН

Длина проводов приблизительно (для соединения в звезду)

;

Масса отводов ;

Потери при ,

.

Потери в стенках бака и других элементах конструкции до выяснения размеров бака определяем приближенно (т. 7.1) при,;.

Полные потери;

или заданного значения.

Расчет напряжения короткого замыкания

Активная составляющая

.

Реактивная составляющая по (7.32)

;

где ,при,,

, ,

,

.

Напряжение короткого замыкания

или заданного значения.

ГОСТ допускает отклонение 10%. Изменениеможет быть достигнуто за счет изменения, путем увеличенияипри соответствующем уменьшенииили изменением напряжения одного витка(уменьшением) за счет уменьшения диаметра стержня магнитной системыd или индукции В_с в стержне.

Установившийся ток короткого замыкания на обмотке ВН по (7.38) и т. 7.2.

- мощность короткого замыкания электрической сети (таб.7.2)

Мгновенное максимальное значения тока короткого замыкания

,

где при(т. 7.3)

Радиальная сила

где – средняя длина витка, м.

Среднее сжимающее напряжение на проводе НН

.

Среднее растягивающее напряжение обмотки ВН

.

При равномерном распределении по высоте обтекаемых токов обеих обмоток возникают осевые силы

Осевые силы по рис. 2.11, а.

.

Максимальные сжимающие силы в обмотках

,

.

Наибольшая сжимающая сила наблюдается в середине высоты обмотки НН (обмотка 1) где . Напряжение сжатия на межвитковых прокладках

,

где – число прокладок по окружности,– радиальный размер обмотки,– ширина прокладки.

что ниже допустимого .

Температура обмотки через после возникновения к.з.

,

при , что меньше.

Время, в течении которого медная обмотка достигнет температуры .

.

Расчет магнитной системы

Определение размеров магнитной системы и массы стали.

Примем конструкцию трехфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираем из пластин холоднокатаной текстурированной стали марки 3405, толщиной 0,35 мм.

Стержни магнитной системы, ярма с прессующими ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по т. 8.3 для стержня диаметром 0,22 м без прессующей пластины.

Число ступеней в сечении стержня 8, в сечении ярма 6.

Размеры пакетов в сечении стержня и ярма по т. 8.3.

№ пакета	Стержень, мм	Ярмо (в половине поперечного сечения), мм
1	215х23	215х23
2	195х28	195х28
3	175х15	175х15
4	155х12	155х12
5	135х9	135х9
6	120х5	120х16
7	105х4	-
8	75х7	-

Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма) 0,206 м.

Площадь ступенчатой фигуры сечения стержня по т. 8.7

, ярма .

Объем угла магнитной системы .

Активное сечение стержня .

Активное сечение ярма .

Объем стали угла магнитной системы

Длина стержня .

Расстояние между осями стержней .

Массы стали в стержнях и ярмах магнитной системы.

Масса стали угла магнитной системы

, где .

Масса стали ярма ,

где

,

, .

Масса стали стержней ,

где

,

,

.

Общая масса стали .

Расчет потерь холостого хода

Индукция в стержне .

Индукция в якоре .

Индукция на косом стыке .

Площадь сечения немагнитных зазоров на прямом стыке среднего стержня равны соответственно активным сечениям стержня и ярма.

Площадь сечения на косом стыке

.

Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков по т. 8.10, для стали марки 3405, толщиной 0,35 мм при шихтовке в две пластины;

при ,,;

при ,,;

при ,;

Для плоской шихтованной магнитной системы по рис. 2.17, б потери холостого хода с учетом т. 8.10, 8.13 и 8.14, с косыми стыками на крайних стержнях и прямых стыках на среднем стержне с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев.

,

где ,,,,(т. 8.13),(т. 8.12),

от заданного значения.

В правильно рассчитанном трансформаторе отклонение действительных

потерь от расчетных составляет в среднем не более

Расчет тока холостого хода

По т. 8.17 находим удельные намагничивающие мощности

при ,,;

при ,,;

при ,;

Намагничивающая мощность холостого хода

где по т. 8.12 – т. 8.21 ,,по т. 8.21,,,,по т. 8.20,

ток холостого хода , илизаданного значения.

Активная составляющая тока холостого тока:

.

Реактивная составляющая тока холостого хода

Ток холостого хода для НН:

,

, .

Тепловой расчет трансформатора

Тепловой расчет обмоток

Внутренний перепад температуры:

Обмотка НН:

,

где ,,,– теплопроводность бумажной, пропитанной маслом изоляции провода т. 9.1;

- толщина изоляции провода на одну сторону

- плотность теплового потока на поверхности обмотки

;

.

Полный внутренний перепад температуры в обмотках из круглого провода определяется:

- потери, выделяющиеся в 1 м³ общего объема обмотки:

- средняя теплопроводность обмотки, приведенная к условному случаю равномерного распределения междуслойно изоляции по всему объему обмотки, определяется по формуле:

- теплопроводность междуслойной изоляции (т.9.1)

Средняя условная теплопроводность обмотки без учета междуслойной изоляции:

,

где

Перепад температур на поверхности обмоток:

Обмотка НН:

,

где – для естественного масляного охлаждения;

–для внутренней обмотки НН;

–при т. 9.3;

Обмотка ВН:

,

где – для естественного масляного охлаждения;

–для внутренней обмотки НН;

П_ОХЛ2 – поверхность охлаждения бака, м²