Розрахунок силового трифазного двохобмоткового масляного трансформатора (стр. 5 из 10)

Дійсні значення встановленого струму короткого замикання з врахуванням опору мережі:

для ВН:

для НН:

.

де

– номінальний струмвідповідної обмотки;

– номінальна потужність трансформатора, МВ·А (1МВ·А=103кВ·А);

– потужність короткого замикання электричної мережі, МВ·А;

Миттєве максимальне значення струму короткого замикання

де при

, з таблиці .

для ВН:

.

для НН:

.

При розрахунку та конструюванні трансформаторів необхідно враховувати механічні сили, виникаючі між обмотками таїх частинами при короткому замиканні трансформатора. Ці сили можутьвикликати руйнування обмотки, деформацію або обрив витків, руйнування опорних конструкцій.

Сумарна радіальна сила, діюча на зовнішню обмотку ВН

.

Такаж сила, але протилежно направлена, діє на обмотку НН, намагаючись стиснутиїї. Обидві сили рівномірно розподілені по околу обох обмоток

Дія радіальних сил на концентричні обмотки:

а) розподіл сил; б) деформації внутрішньої обмотки; в) поздовжні та поперечні поля в концентричній обмотці.

Середнє стискаюче зусилля в проводі обмотки НН

, .

Середня розтягуюча напруга в проводі обмотки ВН

. .

Поперечное поле рассеяния (линии его индукции расходятся радиально) вызывают осевые силы, сжимающие обмотки в осевом направлении. Для обмоток с плотным прилеганием витков (многослойные цилиндрические или из алюминиевой ленты) осевая сила может быть рассчитана по формуле

де

– коефіціент осьової сили

;

; .

; .

з таблиці.

, .

Для обмоток з регулювальними витками, симетрично розміщеними відносно середини висоти обмоток на кожному ступені

.

коефіціент осьової сили:

.

Осьова сила, діюча на обмотки:

Стискаюче напруження

, .

де

– сумарний радиальний розмір металу обмотки НН;

, .

Для трансформаторів потужністю до 6300 кВ·А необхідно

≤18÷20 МПа.

Температура обмоток через часвремя

після виникнення короткого замикання

для алюмінієвих обмоток

,

для НН:

.

для ВН:

.

де

– найбільша тривалість короткого замикання на виводах масляного трансформатора; при короткому замиканні на сторонах з номінальною напругою 35 кВ й нижче приймається °C.

– початкова температура обмотки; приймається °C.

10. Остаточний розрахунок магнітної системи

При остаточному розрахунку магнітної системи, виконуваному після повного розрахунку обмоток, параметрів і струмів короткого замикання визначаються: число щаблів у перетині стрижня і ярма, розміри пакетів - ширина пластин і товщина пакетів, повні й активні перетини стрижня і ярма, висота стрижня, відстань між осями стрижнів, маса сталі стрижнів, ярем і кутів магнітної системи, повна маса магнітної системи трансформатора, втрати й струм холостого ходу трансформатора.

10.1 Визначення розмірів магнітної системи

Вибір числа й розмірів пакетів у перетині стрижня плоскої магнітної системи повинен бути зроблений так, щоб площа східчастої фігури його поперечного переріза, вписаного в окружність, була максимально можливою. Для потужності 40000 кВА з таблиці обираємо діаметр стержня d = 0.60, з числом ступенів 15 та

= 0,918 з пресуючою пластиною.

Розміри пакетів для магнітних систем з пресуючою пластиною із пресуванням стержнів бандажами зі склострічки.

Діаметр стрижня , м	Стрижень		Ярмо
0,60	15	0,918	13	325

Розміри пакетів

, мм, у стержні:

580*77; 560*31; 540*22; 520*20; 505*12; 485*14; 465*13; 440*15; 410*15; 385*11; 368*7; 350*6; 325*9; 295*9; 250*11; 195*11.

- ширина пластин;

- товщина пакетів;

, - число щаблів у перетині стержня і ярма.

Крайній зовнішній пакет ярма має ширину

й товщину, рівну сумі толщин трьох крайніх пакетів стержня.

Повні площі східчастих фігур поперечних перерізів стрижня

і ярма для плоских шихтованих магнітних систем й об'єми одного кута магнітної системи наведені в таблиці.

Активний перетин стрижня

, .

Активний перетин ярма

, .

Об'єм стали кута магнітної системи

, .

Довжина стрижня

де

й - відстані від обмотки до верхнього й нижнього ярма; при відсутності кілець, що пресують (у трансформаторах з <1000∙ кв А) ; при наявності кілець відстань до верхнього ярма для трансформаторів потужністю 10000-63000 кв А збільшується на 60 мм.