Определение исходных данных расчёта.

 

Мощность обмоток одного стержня:

                                     S^`= 833,3 кВА

Ширина приведённого канала рассеивания:

                              a_p = a^`₁₂ + (a + a) / 3

            (a₁ +a₂)/3 = K ´10^-2, где к=0.5 (из табл. 3.3), (Л-1)

            (a₁ +a₂)/3 = 0.5 ´10^-2 = 0.027 м

              а_р = а^`₁₂ + (a₁+a₂)/3 = 27´10^-3 + 0.027 = 0.054 м

 

Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

U_а = P_к/10S_н = 26000Вт/10´2500 = 1.04%

Реактивная составляющая:U_р= = = 6,4 %

Выбираем 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 балками. Материал магнитной системы – холоднакатная сталь марки 3404 толщиной

0.35 мм.

Индукция в стержне В_с = 1.6 Тл. В сечении стержня 9 ступеней, коэффициент заполнения круга К_кр = 0.929, изоляция пластин – нагревостойкое изоляционное покрытие плюс однократная лакировка, К_з = 0.965, коэффициент заполнения сталью k_c =К_кр ´ К_з = 0.929 ´ 0.965 = 0.8965.

Ярмо многоступенчатое, число ступеней 7, коэффициент усиления ярма

                                                k_я = 1.015

индукция в зазоре:

                                     В_я = В_с/К_я = 1.6/1.015 = 1.576 Тл

Число зазоров магнитной системы на косом стыке = 4, на прямом = 3. Индукция в зазоре на прямом стыке:

                               В_з^`` = В_с = 1.6 Тл

На косом стыке:

                               В_з^` = В_с/ = 1.6/  = 1.132 Тл

Удельные потери в стали р_с = 1.295 Вт/кг; р_я = 1.242 Вт/кг.

Удельная намагничивающая мощность q_c = 1.795 ВА/кг, q_я = 1.655 ВА/кг,

Для зазоров на прямых стыках q^``_з = 23500 ВА/кг,

для зазора на косых стыках q^`_p = 3000 ВА/м² .

  

По таблице 3.6 (Л-1) находим коэффициент учитывающий отношение основных потерь в обмотках к потерям короткого замыкания, к_q =0.91 и по таблице 3.4 и 3.5 (Л-1) находим постоянные коэффициенты для медных обмоток a = 1.40 и b = 0.31.

Принимаем К_р £ 0.95.

Диапазон изменения b от 1.5 до3.8, оптимальный вариант b =1.8.

Диаметр стержня d=0.32 м.

Расчёт основных коэффициентов.

А = 0.507 = 0.507 = 0.2467

По таблице 3.12 (Л-1)    

b = 1.8¸2.4

                  d = Ax Þ x = d/A = 0.32/0.2467 = 1,3

b = x⁴ = 2,8 – принадлежит диапазону 1.8 ≤ β ≤ 2.4

 

Определение основных размеров.

Диаметр стержня: d = Ax = 0.32 м

Активное сечение стержня:

П_с = 0.785k_ca²x² = 0.785 ´ 0.8965 ´ 0.2774² ´ 1.1535² = 0.0721 м².

Средний диаметр обмоток:

                  d₁₂ = ad = 1.40´0.32 = 0.448 м.

Высота обмоток:

                  l = pd₁₂/b = 3.14´0.448/1.77 = 0.8 м

Высота стержня:

                  l_c = l+2l₀ = 0.8+2´0.05 = 0.9 м

Расстояние между осями стержней:

           С = d₁₂+a₁₂+bd+a₂₂ = 0.448+0.02+0.31+0.32+0.02 = 0.5872 м

ЭДС одного витка

           u_в = 4.44fП_СВ_С = 4.44´50´0.0721´1.6 = 25.6 В

 

Расчёт обмоток НН.

Число витков обмоток НН:

                                  w ₁ = U_ф1/U_в = 690/25.6 = 27

Напряжение одного витка U_в = U_ф1/w₁ = 690/27 = 25.5 В

Средняя плотность тока в обмотках :

J_ср = 10⁴´0.76k_gP_кU_в/Sd₁₂ = 10⁴´0.746´0.91´26000´25.5/25000´0.448 =     

= 401.86 ´ 10⁴ А/м² = 3.67 МА/м²

Сечение витка ориентировочно:

П₁ = П^`_в = I_ф1/J_ср = 1208/3,67´10⁶ = 329.15 ´ 10^-6 м² = 330 мм²

По таблице 5.8 по мощности 2500 кВА, току на один стержень 1208 А, номинальному напряжению одной обмотки 690 В и сечению витка 330 мм² – выбираем конструкцию винтовой обмотки.

Размер радиального канала предварительно: h_к = 5 мм.

Число реек по окружности обмотки – 12.

Ширина между витковых прокладок: b_пр.=40 мм