- •Национальный исследовательский ядерный университет «мифи» (сти нияу мифи)
- •Содержание
- •1 Расчет основных электрических величин
- •2 Выбор конструктивной схемы трансформатора
- •2.2 Конструкция обмоток
- •2.3 Главная изоляция трансформатора
- •3 Расчет основных размеров трансформатора
- •4 Расчет обмоток
- •4.1 Определение общих параметров обмоток
- •4.2 Обмотка низкого напряжения
- •4.2.1 Предварительный расчет онн
- •4.2.2 Расчет цилиндрической многослойной обмотки из алюминиевой фольги (ленты)
- •4.3 Обмотка высокого напряжения
- •4.3.1 Регулирование напряжения обмоток вн
- •4.3.2 Расчет обмоток вн
- •4.3.2.1 Предварительный расчет обмоток
- •4.3.2.2 Расчет многослойной цилиндрической обмотки из круглого
- •5 Определение параметров короткого замыкания
- •5.1 Потери короткого замыкания
- •5.2 Напряжение короткого замыкания
- •6 Определение параметров холостого хода
- •6.1 Размеры и масса элементов магнитопровода
- •6.2 Потери холостого хода
- •6.3 Ток холостого хода
- •7 Тепловой расчет трансформатора
- •7.2 Расчет системы охлаждения
- •7.2.1 Выбор конструкции и определение размеров бака
- •7.2.2 Расчет допустимого значения среднего превышения температуры стенки бака над температурой воздуха
- •7.2.3 Определение площади поверхности охлаждения бака
- •7.3 Проверочный тепловой расчет трансформатора
- •8 Оценка эксплуатационных свойств трансформатора
- •3 Нияу д-231с 2 1
- •3 2 Сти нияу д-231с 1
- •Заключение
4.2 Обмотка низкого напряжения
4.2.1 Предварительный расчет онн
Число витков на одну фазу ОНН определим по формуле (9)
После округления числа витков скорректируем под него значение напряжения одного витка
(10)
а также индукцию в стержне
(11)
Далее во всех расчетах будем использовать только эти значения напряжения витка и индукции в стержне.
Среднюю плотность тока в обмотке определим по формуле
(12)
где kd – коэффициент, учитывающий добавочные потери в обмотках, в отводах, в стенках бака и других металлических конструкциях от гистерезиса и вихревых токов, определяемый из таблицы 4.1 /3, с. 52/.
Pк – заданное значение потерь короткого замыкания, Вт;
Uв – напряжение витка, В;
Sн – номинальная мощность трансформатора, кВА;
d12 – средний диаметр канала между обмотками, м.
Подставляя численные значения в выражение (12), определим среднюю плотность тока в обмотке
Найденная величина средней плотности тока в обмотке лежит в пределах, указанных для трансформаторов соответствующей мощности и принятого материала обмоток в таблице 2.4 /3, с. 15/.
В процессе расчета обмоток необходимо контролировать их радиальный размер (толщину), так как он существенно влияет на тепловой режим обмотки, а также на величину добавочных потерь активной энергии в ней.
Предельно допустимое значение радиального размера обмотки для проектируемого трансформатора с естественным масляным охлаждением равно
(13)
где qдоп – предельно допустимая плотность теплового потока на поверхности обмотки, Вт/м2, принимаемая по рекомендациям /3, с. 53/;
kзак – коэффициент закрытия, учитывающий закрытие части охлаждаемой поверхности обмотки конструктивными элементами, принимается по рекомендациям /3, с. 53/.
Подставляя численные значения в выражение (9), определим предельно допустимое значение радиального размера обмотки
4.2.2 Расчет цилиндрической многослойной обмотки из алюминиевой фольги (ленты)
Сечение витка обмотки НН представлено на рисунке 4.
Рисунок 4 – Сечение витка ОНН
Высота витка (ширина ленты) hв2 равна высоте обмотки:
hв2=L2=0,45м.
Ориентировочное сечение витка обмотки П’2 определяется по формуле
П’2=Iфн2/Jср=402,1/1,43=281,18 мм2 (14)
Расчётная толщина ленты
б’= П’2/ L2=281,18/450=0,62 мм (15)
Запишем подобранный размер алюминиевой ленты А6 по
ГОСТ13726-78
бл= 0,7 мм.
Сечение витка обмотки, мм2
П2= бл*L2=0,7*450=315 мм2 (16)
Действительная плотность тока, А/мм2,
J2= Iфн2/ П2=402,1/315=1,27 А/мм2
Расчётное число витков ленты, которое можно уложить в предельно допустимый радиальный размер обмотки
nв.рас=адоп/бл=27/0,7=39 (17)
nв.рас=39< =62
Радиальный размер катушки, м
акат=nкатбл+(nкат-1)биз, (18)
где биз – толщина изоляции между слоями алюминиевой ленты (обычно это кабельная бумага марки К-120, толщенной биз=0,12 мм).
акат=39*0,7+(39-1)*0,12=0,0318 м (19)
Радиальный размер а2, м, обмотки, состоящей из одной катушки, равен
а2=акат=0,0318 м
Конструктивная схема ОНН представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Конструктивная схема ОНН
Внутренний диаметр обмотки будет равен:
(21)
(20)
D’2= dн+2a02=0,13 м.
Наружный диаметр обмотки определим, как
D''2= D'2+2aкат=0,13+2*0,0318 =0,19 м.
Охлаждаемая поверхность обмотки из ленты будет равна:
По2 = с·kзак·(D'2 + D''2) ·L2·π = 3·0,75·(0,13 + 0,19) ·0,45·π = 1,017 м2.