Литература Спецификация

Для 8 ступеней регулирования имеем:

Напряжение, В	Число витков на ответвлениях
38500	694 + 4·18 = 766
37625	694 + 3·18 = 748
36750	694 + 2·18 = 730
35875	694 + 1·18 = 712
35000	694
34125	694 – 1·18 = 676
33250	694 – 2·18 = 658
32375	694 – 3·18 = 640
31500	694 - 4·18 = 622

5.3. Ориентировочная плотность тока:

А/м²

5.4. Ориентировочное сечение витка

П΄₂  мм²

По таблице 5-8 выбираем непрерывную катушечную обмотку (S = 6300 кВ·А, I₂ = 104 A, U_н2 = 35000 В, П₂^´ = 63,8 мм²)

5.5. Выбираем провод по таблице (5-3):

АПБ×1× сечением П₂^´´ = 65,6 мм²

5.6. Полное сечение витка:

м²
5.7. Плотность тока в обмотке:


А/м²

По формуле (5-7) находим наибольший суммарный радиальный размер металла проводов обмотки для допустимой q = 1400 Вт/м

мм

Выбранное значение удовлетворяет данному условию

Принимаем конструкцию обмотки с радиальными каналами по 5 мм между всеми катушками. Две крайние катушки вверху и внизу отделены каналами по 7,5 мм. Канал в месте разрыва обмотки h_кр = 12 мм.
Размер провода в катушках с усиленной изоляцией 6,25×15,5 мм. Осевой размер основных катушек b´ = 14,5 мм
5.8. Число катушек на стержне ориентировочно:


катушек
5.9. Число витков в катушке ориентировочно:


витка
5.10. Общее распределение витков по катушкам
48 основных катушек В по витка 502
8 основных катушек Г по витка 84

12 регулировочных катушек Д по 12 витков 144

4 катушки с усиленной изоляцией Е по 9 витков 36
всего 72 катушки 766

Расположение катушек на стержне и размеры радиальных каналов приняты по рисунку, приведённому ниже:

Обмотка наматывается на 24-х рейках на бумажно-бакелитовом цилиндре размерами Ø520/530×1520 мм с прокладками между катушками шириной по 40 мм и длиной 55 мм.

5.11. Осевой размер обмотки:


;


м;



5

3

4

Ø360

Ø375

Ø383

Ø396

Ø494

Ø520

Ø530

Ø564

Ø690

48,8

35

63

30

120

50

18

Данные катушек приведены в таблице:

Данные	Условные обозначения				Всего
	В	Г	Д	Е
Назначение катушки	Основная	Основная	Регули-ровочная	С уси-ленной изоля-цией	-
Катушек на стержень	48	8	12	4	72
Число витков в катушке			12	9	-
Всего	502	84	144	36	766
Размеры провода: без изоляции, мм с изоляцией, мм	4,75×14 5,25×14,5			4,75×14 6,25×15,5	- -
Сечение витка, мм	65,6	65,6	65,6	65,6	65,6
Плотность тока, МА/м^2	1,58	1,58	1,58	1,58	1,58
Размер, мм: радиальный осевой	57,8 14,5	57,8 14,5	63 14,5	56,3 15,5	63 1410
Масса провода, кг: без изоляции, мм с изоляцией, мм	520,5 546,3	87 91,3	150,5 158	37,3 43,8	795,3 839,4
kиз по табл. 5.5	1,0495	1,0495	1,0495	1,17325	-
Диаметры, м: Внутренний Внешний	0,564 0,68	0,564 0,68	0,564 0,69	0,564 0,68	0,564 0,69

По испытательному напряжению U_исп = 85 кВ и мощности трансформатора S = 6300 кВ·А по таблице 4-5 находим:

Канал между обмотками ВН и ВН а^´₁₂ = 35 мм;
Толщина цилиндра δ^´₁₂ = 5 мм;
Выступ цилиндра за высоту обмотки l^´_ц2 = 50 мм;

Между обмотками ВН двух соседних стержней а^´₂₂ = 30 мм;

Толщина междуфазной перегородки δ^´₂₂ = 3 мм;
Расстояние обмотки ВН до прессующего кольца l^´₀₂ = 75 мм;
Высота прессующего устройства l_п = 20 мм;
Расстояние от прессующего устройства до ярма l^´_п = 25 мм;

5.12. Масса металла обмотки ВН:

G₀₂ = 8,47·c·D_ср·w₂·П₂ = 8,47·10³·3·0,627·766·65,6·10^-6·= 795,3 кг

5.13.Масса провода в обмотке ВН с изоляцией (по таблице 5-5):

G_{пр 2} = 795,3+795,3·(1,5·3,3)% = 839,4 кг

5.14 Масса металла двух обмоток6

G₀ = G₀₁ + G₀₂ = 533 + 795,3 = 1328,3 кг;

5.15. Масса провода обмоток НН и ВН:

G_пр = G_пр1 + G_пр2 = 559,4 + 839,4 = 1398,8 кг

6. Расчёт параметров короткого замыкания

Потерями короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называются потери, возникающие в трансформаторе при номинальной частоте и установленной в одной из обмоток тока, соответствующего его номинальной мощности при замкнутой накоротко второй обмотки.

Потери короткого замыкания согласно § 7.1:
6.1. Основные потери в обмотках:
Обмотка НН:


Вт;

Обмотка ВН:

Вт;

6.2. Добавочные потери в обмотке:

Обмотка НН (по 7-15^’):





;



Обмотка ВН (по 7-15):


;

Катушки В,Г:

Катушки Д:
Катушки Е:

6.3. Основные потери в отводах рассчитываются следующим образом:

Для схемы соединения звезда отводы ВН и НН имеют одинаковую длину.
Длина отводов определяется приближённо по (7-21):


l_отв1 = 7,5·l₁ = 7,5 1,42 = 10,65 м

6.3.1. Масса отводов НН: (при плотности меди отводов  = 2700 кг/м³)

G_отв1 = l_отв1.·П_отв·· = 10,65·377,2·10^-6·2700 = 10,8 кг

Потери в отводах НН по (7-24):

(при k = 12,75)


Р_отв1 = k·J₁²·G_отв1 = 12,75·10^-12·1,53²·10¹²·10,8 = 322 Вт

Длина отводов ВН определяется приближённо по (7-21):

l_отв2 = 7,5·l₂ = 7,5 1,41 = 10,58 м
6.3.2. Масса отводов ВН: (при плотности меди отводов  = 2700 кг/м³)


G_отв2 = l_отв2·П_отв2· = 10,58·65,6·10^-6·2700 = 1,87 кг

Потери в отводах ВН:

(при k = 12,75)


Р_отв.2 = k J ₂²·G_отв2 = 12,75·10^-12·1,58²·10¹²·1,87 =59,5 Вт

6.4. Потери в стенках бака и других элементах конструкции до выяснения размеров бака определяем приближённо, по (7-25) и таблице (7-1):

Р_б = 10kS = 10·0,04·6300 = 2520 Вт
k = 0,04

6.5. Полные потери короткого замыкания:

Р_к = Р_осн1·k_д1 + ΣР_осн2·k_д2 + Р_отв1 + Р_отв2 + Р_б;
Р_к = 15908·1,128 + 16567·1,11 + 2769·1,11 + 4790·1,13 + 1187·1,07+
+ 322+59,5 + 2520 = 48991 Вт,

или % заданного значения

6.6. Напряжение короткого замыкания рассчитывается согласно параграфу 7.2:
Активная составляющая:


u_а = = = 0,78 %
Реактивная составляющая:

где: f = 50 Гц, S´= 2100 кВА,

;


м


,





%
Напряжение короткого замыкания:
u_к = %
или % заданного значения
6.7. Установившийся ток короткого замыкания на обмотке ВН:


S_k = 2500·10³

6.8. Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания:

i_к.max = 1,41k_max ·I_к.у.;
при U_р/U_a = 7,13/0,74 = 9,64 по таблице 7-3 к_max· = 2,43


i_к.max = 2,43·1280 = 3110 А

6.9. Радиальная сила:

F_p = 0,628·(i_к.max ·w)²··k_p·10^-6 = 0,628·(3110·694)²·1,14·0,96· 10^-6 =
=3202000 Н

6.10. Среднее сжимающее напряжение в проводах обмотки НН:

МПа

6.11. Среднее растягивающее напряжение в проводах обмотки ВН:

МПа

6.12. Осевые силы:

Н


;
l_х = 246 мм
m = 4
После установления размеров бака l” = 260 мм


мм


Н

6.13. Максимальные сжимающие силы в обмотках

F_сж1 = F_ос^´ + F_ос^´´ = 78900+789000 = 867900 Н
F_сж2 = F_ос^´´ - F_ос^´ = 789000 - 78900= 710100 Н

Наибольшая сжимающая сила наблюдается в середине высоты обмотки НН, где F_сж1 = 867900 Н

6.14. Напряжение сжатия на междувитковых прокладках


;


n = 24 – число прокладок по окружности обмотки;
а = 48,8·10^-3 м – радиальный размер обмотки НН;
b = 40·10^-3 м – ширина прокладки.


Мпа,

что ниже допустимого значения 20 МПа

6.15. Температура обмотки через t_к = 4 сек. после возникновения короткого замыкания по (7-54^’):


С

По таблице (7-5) допустимая температура 200 С

Время достижения температуры 200 С для обмоток

c.

7. Расчёт магнитной системы трансформатора

Определение размеров магнитной системы и массы стали по параграфу 8-1.

Принята конструкция трёхфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3405, толщиной 0,35 мм по рис 4.
Способ прессовки стержней – бандажами из стеклоленты ярма прессуются балками, стянутыми стальными бандажами. Обмотки прессуются прессующими кольцами.
Сечение стержня с 9-ю ступенями без прессующей пластины, размеры пакетов по таблице 8-4. Сечение ярма повторяет сечение стержня, три последних пакета ярма объединены в один с шириной пластины 195 мм и толщиной 25 мм; в ярме 7 ступеней. В стержне и ярме 1 продольный канал шириной 3 мм