Проектирование силового трехфазного трансформатора (стр. 2 из 7)

1.6.4.Активная составляющая напряжения короткого замыкания (по 3-9):

U_а = P_к/10S = 46500/(10·6300) = 0,738 %

Реактивная составляющая:

U_р=

=

= 7,46 %

1.6.5.Согласно параграфу 2.2 выбираем плоскую трёхфазную стержневую шихтованную магнитную систему с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне по рис.1.

Рис. 1 Схема плоской магнитной системы трансформатора.

Прессовка стержней бандажами из стеклоленты и ярм – стальными полубандажами. Материал магнитной системы – холоднокатанная текстурованная рулонная сталь марки 3405 толщиной 0,30 мм.

Индукция в стержне В_с = 1,48 Тл. В сечении стержня 9 ступеней, коэффициент заполнения круга К_кр = 0,913, изоляция пластин – нагревостойкое изоляционное покрытие, К_з = 0,96 (по таб.2,2), коэффициент заполнения сталью

k_c =К_кр·К_з = 0,913·0,96 = 0,876.

Ярмо многоступенчатое, число ступеней 7, коэффициент усиления ярма k_я = 1,025

индукция в ярме:

В_я = В_с/К_я = 1,48/1,025 = 1,44 Тл

Число зазоров магнитной системы на косом стыке 4, на прямом 3.

Индукция в зазоре на прямом стыке:

В_з^´´ = В_с = 1,48 Тл

на косом стыке:

В_з^´ = В_с/

= 1,48/ = 1,05 Тл

Удельные потери в стали р_с = 0,943 Вт/кг, р_я = 0,869 Вт/кг.

Удельная намагничивающая мощность q_c = 1,161 ВА/кг, q_я = 1,289 ВА/кг,

Для зазоров на прямых стыках q_з^´´ =12880 ВА/м²,

Для зазора на косых стыках q₃^´= 1600 ВА/м².

По таблице 3.6 находим коэффициент, учитывающий отношение основных потерь в обмотках к потерям короткого замыкания, к_д= 0,85 и по таблице 3.4 и 3.5 находим постоянные коэффициенты для алюминиевых обмоток

a = 1,06·1,4=1,484

b = 1,25·1,2·0,28=0,42

Принимаем К_р = 0,95.

Диапазон изменения b от 1,2 до 3,0 (по таб.12.1)

2. Расчёт основных коэффициентов.

По (3-30) находим:

А = 0,507

= 0,507 = 0,36

По (3-35):

A₁=

кг

По (3-36):

A₂=

кг

м

По (3-43):

кг

е = 0,41;

кг

По (3-52) для частоты 50 Гц:

K₀ = 1,2·10^-2

С₁ = K₀

= кг

По (3-65):

МПа

Минимальная стоимость активной части трансформатора имеет место при условиях, определяемых уравнением (3-55):

по таблице (3-7) – K_oc= 2,36;K_ир= 1,13 (для алюминиевого провода)

Получим:

X⁵+BX⁴-CX-D=0; X⁵+ 0,166X⁴- 0,49X - 0,93 = 0

Решением этого уравнения является: β = 1,25

Находим предельные значения β по допустимым значениям плотности тока Δ и растягивающим механическим напряжением σ_р:

По (3-61¹):

По (3-66):

Масса одного угла магнитной системы:

По (3-45¹):

Активное сечение стержня:

По (3-59):

Площадь зазора на прямом стыке:

на косом стыке:

Потери холостого хода по формуле (8-32):

где: К_пд= 1,15 (по таблице 8-14.) – коэффициент, учитывающий добавочные потери, вызванные резкой стали, снятием заусенцев, прессовкой магнитной системы и перешихтовкой верхнего ярма, а также потери в зоне зазора.

К_пу= 10,64 (по таблице 8-13) – коэффициент увеличения потерь в углах

Намагничивающая мощность по формуле (8-44):

где: k_тд^’= k_тр·k_тз = 1,2 и

k_тд^”= k_тя·k_тп·k_тш = 1,07

k_т,у = 41,06 (по таблице 8-20)

k_тпл = 1,35 (по таблице 8-21)

Предварительный расчет трансформатора ТМ-2500/35 с плоской шихтованной магнитной системой и алюминиевыми обмотками.

β	1,2	1,3	1,4	1,8	2,2
	1,047	1,068	1,088	1,158	1,218
	1,095	1,14	1,183	1,342	1,483
	1,146	1,217	1,287	1,554	1,806
A1/x = 3430/x	3280	3210	3150	2960	2820
A2x2 = 399x2	437	455	472	535	592
Gc = A1/x + A2x2	3720	3670	3620	3495	3410
B1x3 = 2330x3	2670	2840	3000	3620	4210
B2x2 = 182x2	199	208	215	244	270
Gя=B1x3+B2x2	2870	3050	3215	3860	4480
Gст=Gc+Gz	6590	6720	6835	7360	7890
Gу = 206x3	236	251	265	320	372
1,08Gc	4020	3960	3910	3770	3680
0,999GЯ	2870	3050	3215	3860	4480
4,99Gу	1180	1250	1320	1600	1860
Px=1,08Gc+0,999Gя+4,99Gу	8070	8260	8440	9230	10000
Пc = 0,0891x2	0,0976	0,102	0,105	0,12	0,132
1,49Gc	5540	5470	5390	5210	5080
1,39Gя	3990	4240	4470	5370	6230
71,5Gу	16900	17900	18900	22900	26600
4120x2	4510	4700	4870	5530	6110
Qx	30900	32300	33600	39000	44000
i0р = Qx/10S, %	0,49	0,513	0,533	0,619	0,698
G0 = C1/x2 = 1220/x2	1110	1070	1030	909	823
1,03G0	1140	1100	1060	936	848
1,1·1,03G0 = Gпр	1260	1210	1170	1030	932
kocGпр = 2,36Gпр	2970	2860	2750	2430	2200
Cач’ = kocGпр + Gст	9560	9600	9590	9790	10100
	1,67·106	1,7·106	1,73·106	1,85·106	1,94·106
	13,4	14,2	15,1	18,2	21,1
D = Ax = 0,36x	0,377	0,384	0,392	0,417	0,438
d12 = ad = 1,484d	0,559	0,57	0,582	0,619	0,65
	1,46	1,38	1,31	1,08	0,928
C = d12 + a12 + bd + a22	0,782	0,796	0,812	0,859	0,899

Результаты расчётов, приведённые в таблице, показаны в виде графиков.

3. Определение основных размеров.

С учётом заданных критериев выбираем значение β = 1,3

3.1. Диаметр стержня:

м,

примем диаметр стержня d = 0,36 м

3.2. Активное сечение стержня:

м²,

3.3. Средний диаметр обмоток:

d₁₂ = 1,484·d = 1,484·0,36 = 0,534 м.