Курсовая работа (т): Проект трёхфазного масляного трансформатора

С учётом критериев выбираем значение b = 2,4 , соответствующее ему значение d по шкале нормализованных диаметров составляет 0,17 м.

В этом случае стоимость активной части трансформатора минимальна, потери холостого хода и ток холостого хода меньше заданных значений.

Для выбранных значений d и β рассчитываем данные трансформатора.

Диаметр стержня: d = 0,17 м.

Средний диаметр канала между обмотками по (1.26):

Высота обмоток по (1.27):

Высота стержня:

Активное сечение стержня:

где П_фс = 208,5 см² - площадь сечение стержня,

Расстояние между осями стержней по (1.28):

Электродвижущая сила одного витка:

Плотность тока: J = 3,253·10⁶ A/м².

Потери и ток холостого хода: P_x = 731,494 Вт, i₀ = 2,226 %.

2. Расчет обмоток

.1 Расчет обмотки НН

Число витков на одну фазу обмотки НН:

принимаем ω₁ = 18.

Уточненное напряжение одного витка:

Действительная индукция в стержне:

Средняя плотность тока в обмотках:

Сечение витка ориентировочно:

При мощности 250 кВ·A, току на один стержень 627,5 A, номинальному напряжению обмотки 132,79 В и сечению витка 185,5 мм² выбираем конструкцию цилиндрической однослойной обмотки из прямоугольного провода.

Число витков в одном слое:

Ориентировочный размер витка:

В таблице нет подходящего значения, поэтому, чтобы уменьшить ориентировочное сечение витка, наматываем на ребро 4 параллельные ветви.

 мм

 мм

По полученным ориентировочным значениям П'_В и h_В1 подбираем сечение витка.

По сечению витка выбираем провод ПБ сечением 46,4 мм².

, изоляция мм на две стороны.

Полное сечение витка П₁=185,52 м².

Полученная плотность тока:

Осевой размер витка:

 м.

Осевой размер обмотки:

Радиальный размер обмотки:

(2.10)

Внутренний диаметр обмотки НН:

Наружный диаметр обмотки НН:

Однослойная обмотка имеет две охлаждаемые поверхности:

где П₀₁ - полная поверхность охлаждения обмотки НН,

c - число активных стержней,

k_з = 0,75 - коэффициент учитывающий закрытые части поверхности обмотки рейками и другими изоляционными деталями,

.

.2 Расчет обмотки ВН

Число витков при номинальном напряжении:

принимаем ω_н2 = 783,.

Напряжении на одной ступени регулирования обмотки ВН, В,

Число витков на одной ступени регулирования напряжения при соединении обмоток ВН в звезду:

Ступени регулирования напряжения заносим в таблицу 2.

Таблица 2

Степени регулирования, при четырех ступенях

Высота обмотки: l₂ = l₁ = 0,298 м.

Плотность тока в обмотке ВН, ориентировочно:

Ориентировочное сечение витка обмотки ВН:

Выбираем многослойную цилиндрическую обмотку из медного круглого провода (S = 250 кВ·А; I = 14,43 А; U = 5773,5 В; П’₂ = 4,267 мм²). По сортаменту медного обмоточного провода выбираем провод марки ПБ диаметром 2,36 мм сечением 4,375 мм², с толщиной изоляции на две стороны 2d = 0,4 мм.

Число параллельных ветвей: n_в = 1

Сечение витка: П₂ = 4,375 мм².

Полученная плотность тока:

Число витков в слое:

принимаем ω_сл2 = 107.

Число слоев в обмотке ВН:

принимаем n_сл2 = 8.

Рабочее напряжение двух слоёв:

Междуслойная изоляция - кабельная бумага марки К-120 по ГОСТ 23436-83Е, 3 слоя толщиной по 0,12 мм (δ_мсл = 0,36 мм). Выступ изоляции 10 мм с каждого конца обмотки. Ширина масляного канала между катушками: а’₂₂ = 5 мм.

Радиальный размер обмотки:

Внутренний диаметр обмотки ВН:

Наружный диаметр обмотки ВН:

Поверхность охлаждения:

где n = 1,5,

k = 0,83 - коэффициент учитывающий закрытые части поверхности обмотки изоляционными деталями и число внутренних и наружных поверхностей,

трансформатор магнитный изоляционный медный

3. Расчет параметров короткого замыкания

.1 Расчёт потерь короткого замыкания

Потери короткого замыкания определяются. Основные потери.

Средний диаметр обмотки НН:

Масса металла обмотки НН:

Основные потери обмотки НН:

Средний диаметр обмотки ВН:

Масса металла обмотки ВН:

Основные потери обмотки ВН:

Коэффициент β₁, для провода прямоугольного сечения обмотки НН:

где a - размер проводника в направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции поля рассеяния, м;

m = 72 - число проводников обмотки в направлении, параллельном направлению линий магнитной индукции поля рассеяния;

β₁ - коэффициент;

Добавочные потери в обмотке НН:

где k_д1 - средний коэффициент добавочных потерь,

b - размер проводника в направлении, параллельном линиям магнитной индукции поля рассеяния, м;

n = 1 - число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном направлению линий магнитной индукции поля рассеяния;

Коэффициент β₂, для провода круглого сечения обмотки ВН:

Добавочные потери в обмотке ВН:

Плотность теплового потока на поверхности обмотки НН: