Расчет основных электрических величин трансформатора
Мощность одной фазы, кВА
,
где m– число фаз,m=3.
(кВА).
Мощность на один стержень, кВА
,
где c– число активных стержней, несущих обмотки трансформатора.
Для силовых масляных трансформаторов c=m=3.
(кВА).
Номинальный линейный ток обмоток низкого напряжения (НН)
.
(А).
Номинальный линейный ток обмоток высокого напряжения (ВН)
.
(А).
Номинальные фазные токи и напряжения обмотки НН
,
.
(A),
(B).
Номинальные фазные токи и напряжения обмотки ВН
,
.
(А),
(В).
Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %
.
%.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %
.
%.
Определение основных размеров трансформатора
Основной
конструкцией трансформатора является
его магнитная система, размеры которой
вместе с размерами обмоток определяют
его габариты. В проектируемом трансформаторе
рассматривается плоская трехстрежневая
магнитная система, поперечное сечение
стрежня в виде симметричной многоступенчатой
фигуры, вписанной в окружность. Это
делается для наибольшего заполнения
сталью площади круга, а также для
изготовления технологичных цилиндрических
обмоток. Обмотки на стержнях расположены
концентрично по отношению друг к другу,
причем для уменьшения расхода материала
внутренней является обмотка НН.
Рисунок 1 – Основные размеры трансформатора
Диаметр описанной окружности стержня магнитопровода предварительно находится по формуле и является первым основным размером, см,
.
Мощность обмотки одного стержня S'=33,3 кВА.
Ширина приведенного канала рассеяния трансформатора,
где а12– изоляционное расстояние между обмотками ВН и НН, выбирается по
таблице 8 в [2],
а12= 9 мм.
–
суммарный приведенный размер обмоток,
см.
.
k– зависит от мощности трансформатора, металла обмотки, напряжения обмотки ВН, по таблице 1 методического руководства [2];k=0,63.
(см).
(см).
Значение βприближенно равно 1,6
Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному полю (коэффициент Роговского), kР=0,95.
Индукция в стержне Bс= 1,6 Тл
Коэффициент заполнения активным сечением стали площади круга:
,
где kкр– коэффициент заполнения площади круга площадью ступенчатой фигурой;kкр=0,91;
kз– коэффициент заполнения площади ступенчатой фигуры сталью, учитывающий толщину изоляционного слоя и на плотность запрессовки листов;kз=0,94.
(см).
Принимаем d= 13 см.
Средний диаметр канала рассеяния,
.
где a01 = 4 мм – размер канала между стержнем и обмоткой НН (т.7 [2])
a12= 9 мм – размер канала между обмотками ВН и НН,
–
ширина обмотки НН, см;k1=1,1.
(см).
(см).
Высота (осевой размер) обмотки,
,
где β– коэффициент, зависящий от материала обмоток и габарита трансформатора.
(см).
Активное сечение стержня (чистое сечение стали),
,
(см2).
Электродвижущая сила одного витка,
,
(В)
3 Конструкция изоляции и минимально допустимые изоляционные расстояния
Главными задачами при проектировании изоляции трансформатора являются выбор принципиальной конструкции изоляции, выбор изоляционных материалов, заполняющих изоляционные промежутки, и размеров изоляционных промежутков.
Для упрощения расчета и стандартизации требований, предъявляемых к электрической прочности изоляции готового трансформатора, электрический расчет производится так, чтобы она могла выдержать приемосдаточные и типовые испытания, предусмотренными соответствующими нормами. Нормы испытаний составлены с учетом возможных в практике значений, длительности и характера электрических воздействий, содержат необходимые запасы прочности и закреплены в ГОСТе.