Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Нижегородский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Новый диск Невский.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.04.2025

Размер:

4.47 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2818 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 > Следующая >>>

3.11 Расчет магнитной системы

Для нормализованного ряда диаметров стержней магнитных систем силовых трансформаторов (см. §3.3) нормализованы также: число ступеней в сечении стержня и ярма, размеры пакетов пластин; число, размеры и расположение охлаждающих каналов, а следовательно, и площади поперечных сечений стержня и ярма. В таблице 23 приведены данные о числе ступеней стержня и площади ступенчатой фигуры в зависимости от диаметра, а в таблицах 24-27 приведены данные о размерах пакетов в стержне (рис. 22).

Активное сечение стержня, м², .

Активное сечение ярма, м², , где и – по табл. 23 – по табл. 5.

Индукция в стержне, Тл,

Индукция в ярме, Тл,

Рис. 22. Сечение стержня в виде многоступенчатой фигуры, вписанной в круг, диаметром d

- ширина пластин; - толщина пакета

Таблица 23. Площади ступенчатой фигуры сечения стержня П_ф,си ярма П_ф,я

Плоской шихтованной магнитной системы

d, м

Стержень

Ярмо,

П_ф,я, м²

d, м

Стержень

Ярмо,

П_ф,я, м²

число ступеней

П_ф,с, м²

число ступеней

П_ф,с, м²

0,080

0,085

0,090

0,095

0,100

0,105

0,110

0,115

0,120

0,125

0,130

0,140

0,150

0,160

0,170

0,180

0,190

0,200

0,210

0,220

0,230

0,240

0,250

0,260

0,270

0,0043

0,0051

0,0057

0,0063

0,0072

0,0080

0,0086

0,0094

0,0105

0,0112

0,0122

0,0142

0,0163

0,0184

0,0210

0,0233

0,0263

0,0288

0,0319

0,0353

0,0388

0,0419

0,0456

0,0491

0,0533

0,0045

0,0052

0,0058

0,0064

0,0073

0,0080

0,0090

0,0095

0,0107

0,0115

0,0125

0,0144

0,0166

0,0188

0,0216

0,0238

0,0267

0,0296

0,0327

0,0361

0,0394

0,0426

0,0463

0,0507

0,0543

0,280

0,290

0,300

0,310

0,320

0,330

0,340

0,350

0,360

0,370

0,380

0,390

0,400

0,420

0,450

0,480

0,500

0,530

0,560

0,600

0,630

0,670

0,710

0,750

0,0591

0,0612

0,0657

0,0702

0,0746

0,0797

0,0845

0,0904

0,0929

0,0989

0,1036

0,1105

0,1156

0,1283

0,1479

0,1689

0,1816

0,2045

0,2286

0,2639

0,2893

0,3274

0,3688

0,4116

0,0591

0,0623

0,0675

0,0716

0,0762

0,0820

0,0861

0,0928

0,0948

0,1004

0,1063

0,1124

0,1168

0,1315

0,1500

0,1719

0,1844

0,2078

0,2317

0,2691

0,2958

0,3398

0,3798

0,4552

Примечание. Число ступеней в сечении ярма меньше числа ступеней в стержне на одну (d = 0,080÷0,180 м); две (d = 0,190÷0,390 м); при (d = 0,400÷0,600 м) и далее на четыре-пять.

Таблица 24. Размеры пакетов – ширина пластин а и толщина пакетов b, мм, для магнитных систем без прессующей пластины с прессовкой стержня обмоткой без бандажей (n_c и n_я – число ступеней в сечении стержня и ярма; а_я– ширина крайнего наружного пакета ярма; k_кр – коэффициент заполнения круга для стержня)

Диаметр стержня d, мм

n_c

k_кр

n_z

a_я,мм

0,080

0,085

0,090

0,095

0,100

0,105

0,110

0,115

0,120

0,125

0,130

0,140

0,150

0,160

0,170

0,180

0,863

0,895

0,891

0,887

0,917

0,912

0,905

0,903

0,928

0,915

0,918

0,919

0,915

0,913

0,927

0,915

Продолжение табл. 24

Размеры пакетов, a x b, мм, в стержне

75x14

80x10

85x15

90x15

95x16

100x16

105x16

105x25

115x18

120x18

125x18

135x19

145x19

155x20

160x28

175x21

65x9

70x10

75x10

80x10

85x10

90x11

95x11

95x9

105x11

105x16

110x16

120x17

135x13

135x23

145x17

155x25

55x6

60x6

65x6

65x9

75x7

80x7

85x7

85x6

90x10

95x6

100x8

105x10

120x13

120x10

130x10

135x13

40x5

50x4

55x4

50x5

65x5

65x7

75x6

65x9

75x8

85x6

80x9

85x9

105x9

105x7

110x10

120x8

40x4

40x5

40x4

55x4

50x4

65x4

40x3

60x6

65x7

65x5

65x7

85x8

85x7

85x8

95x9

40x4

40x7

40x4

40x6

40x5

55x7

50x8

65x8

Таблица 25. Размеры пакетов - ширина пластин а и толщина пакетов b, мм, для магнитных систем без прессующей пластины с прессовкой стержней бандажами из стеклоленты (n_c и n_я – число ступеней стержня и ярма; а_я– ширина крайнего наружного пакета ярма; k_кр – коэффициент заполнения круга для стержня)

Диаметр стержня, d, мм	Стержень				Ярмо
	без прессующей пластины		с прессующей пластиной		n_я	a_я, мм
	n_c	k_кр	n_c	k_кр
0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30	7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8	0,927 0,918 0,922 0,929 0,933 0,927 0,929 0,924 0,930 0,927 0,927 0,930	6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7	0,890 0,885 0,890 0,901 0,907 0,902 0,909 0,900 0,901 0,903 0,899 0,912	5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6	100 120 130 120 130 135 140 155 155 175 165 175

Размер пакетов a x b, мм в стержне

180x30

195x22

200x32

215x23

220x34

230x34

240x35

250x35

260x36

270x37

280x37

295x38

165x17

175x20

180x22

192x28

205x19

215x19

220x24

230x25

240x25

250x26

260x27

270x37

145x14

155x15

160x14

175x15

185x16

195x17

200x16

215x13

215x20

230x17

235x21

250x18

130x8

135x11

145x8

155x12

165x12

175x12

180x12

195x13

215x9

210x15

230x13

115x7

120x6

130x6

135x9

145x9

155x9

155x11

175x10

170x11

195x11

180x13

215x8

100x5

105x5

110x8

120x5

130x5

135x8

140x6

155x8

155x5

175x9

165x6

175x18

75x7

90x6

105x4

115x5

120x5

120x6

120x9

135x7

135x13

145x6

135x12

75x7

90x6

95x6

100x5

105x6

105x8

105x7

115x8

105x6

Диаметр стержня, d, м	Стержень				Ярмо		Толщина пакетов стержня b, мм, при ширине пластин а, мм
	Без прессующей пластины		С прессующей пластиной		n_я	а_я, мм	Толщина пакетов стержня b, мм, при ширине пластин а, мм
	n_c	k_кр	n_c	k_кр	n_я	а_я, мм	310	300	295	280	270	260	250	245	230	215	210	195	190	160	155	135
0,31 0,32	9 9	0,930 0,928	8 8	0,905 0,911	7 7	190 195	- 40	39 -	- 22	28 -	- 24	18 -	- 14	10 -	9 11	- 7	10 -	- 8	9 -	10 -	- 12	7 5
							При ширине пластин а, мм
							325	320	310	295	275	270	265	250	245	230	225	205	195	168	155	135
0,33 0,34	9 9	0,932 0,931	8 8	0,903 0,894	7 7	215 195	- 50	40 -	- 19	34 15	17 -	- 19	9 -	- 12	11 -	- 10	10 -	9 -	- 14	11 -	- 11	10 6
							При ширине пластин а, мм
							350	340	325	315	295	280	270	260	250	235	230	215	195	180	155	135
0,35 0,36	9 9	0,938 0,913	8 8	0,903 0,894	7 7	215 195	- 42 (3)	41 -	- 35	35 -	18 26	11 -	- 16	12 -	- 10	13 -	- 9	9 -	- 13	11 -	- 9	12 7
							368	360	350	335	325	310	295	275	250	230	215	200	170	155	135	-
0,37 0,38	10 10	0,920 0,913	9 9	0,902 0,899	8 8	200 200	- 47(3)	37(3) -	- 27
							При ширине пластин а, мм
							380	355	325	310	290	265	240	210	180	140	-	-	-	-	-	-
0,39	10	0,925	9	0,904	8	210	41(3)	37	27	10	12	13	11	10	9	9	-	-	-	-	-	-
							При ширине пластин а, мм
							410	395	368	350	325	295	270	250	215	195	175	155	-	-	-	-
0,40	11	0,920	10	0,910	8	215	-	54(3)	24	18	20	19	12	9	12	6	6	4	-	-	-	-
0,42	11	0,926	10	0,906	8	250	46(3)	38	17	15	17	16	12	7	12	6	-	9	-	-	-	-

Таблица 26. Размеры пакетов стержня - ширина пластин а и толщина пакетов b, мм, для магнитных систем без прессующей пластины с прессовкой стержней бандажами из стеклоленты (n_c и n_я – число ступеней стержня и ярма; а_я– ширина крайнего наружного пакета ярма; k_кр – коэффициент заполнения круга для стержня)

Примечание. В скобках указана ширина охлаждающегося канала, мм.

Таблица 27. Размеры пакетов стержня - ширина пластин а и толщина пакетов b, мм, для магнитных систем без прессующей пластины с прессовкой стержней бандажами из стеклоленты (n_c и n_я – число ступеней стержня и ярма; а_я– ширина крайнего наружного пакета ярма; k_кр – коэффициент заполнения круга для стержня)

Диаметр стержня, d, м	Стержень				Ярмо		Толщина пакетов стержня b, мм, при ширине пластин а, мм
	Без прессующей пластины		С прессующей пластиной		n_я	а_я, мм	Толщина пакетов стержня b, мм, при ширине пластин а, мм
	n_c	k_кр	n_c		n_я	а_я, мм	520	505	485	465	440	425	410	385	368	350	325	310	295	270	250	230	215	195	175
0,45 0,48 0,50 0,53	14 14 14 15	0,930 0,933 0,925 0,927	13 13 13 14	0,913 0,916 0,911 0,913	11 11 11 12	250 270 270 295	- - - 51	- - - 29	- - 61 27(6)	- 59(3) 31(6) 20	47(3) 37 27 20	27 15 13 10	19 14 11 10	23 18 16 14	13 10 10 8	12 10 9 9	14 12 12 10	8 7 - -	7 6 12 11	10 9 9 8	7 7 6 -	6 - - 10	- 9 9 -	6 - - 8	8 9 8 -
							При ширине пластин а, мм
							580	560	540	520	505	485	465	440	410	385	368	350	325	295	270	250	230	195	-
0,56 0,60 0,63 0,67	15 16 16 16	0,928 0,934 0,928 0,929	14 15 15 15	0,917 0,918 0,920 0,915	12 13 12 12	295 325 350 385	- 77 - 81(3)	- 31(6) - 33	74 22 68(3) 19	30(6) 20 20 16	17 12 27 19(6)	19 14 21(6) 16	16 13 18 14	17 15 - 13	18 15 26 -	12 11 13 20	8 7 11 -	7 6 13 21	10 9 14 13	10 9 10 9	7 - 13 11	- 11 12 12	10 - 10 9	7 11 7 -	- - 6 11
							При ширине пластин а, мм
							735	715	695	670	650	630	600	580	560	540	505	465	425	385	350	310	270	250	230
0,71 0,75	16 16	0,932 0,932	15 15	0,922 0,918	11 11	425 465	- 75(3)	- 38	73(3) 28	45 27(6)	25 19	21(6) 16	26 22	15 13	13 -	12 22	19 17	19 17	16 15	14 13	11 9	10 10	9 -	- 12	8 -

Примечание. В скобках указана ширина охлаждающегося канала, мм.

Масса стали в стержнях и в ярмах при многоступенчатой нормализованной форме поперечного сечения стержня и ярма, кг,

Для холоднокатаной стали = 7650 кг/м³. Число стержней магнитной системы с = 3 для трехфазной и с = 2 для однофазной магнитной системы.

При расчете потерь и тока холостого хода возникает необходимость выделить из общей массы стали ярм массу стали углов. Углом магнитной системы называют ее часть, ограниченную объемом, образованным пересечением боковых поверхностей или их продолжений одного из ярм и одного из стержней (заштрихованная часть на рис. 24, а). Масса стали угла - .

Масса стали ярм

где – масса стали двух ярм в их частях, заключенных между осями крайних стержней по рис. 23; – масса стали двух ярм в их частях, заштрихованных на этом рисунке:

где расстояние между осями стержней , - по табл. 10;

Масса стали угла магнитной системы

Полная масса стали .

Масса стали магнитной системы сухого трансформатора рассчитывается как для масляного, активное сечение стержня , где – по табл. 2 или 3; – по табл. 5. Активное сечение ярма .

Потери холостого хода зависят от магнитных свойств стали, конструкции магнитной системы и принятой технологии ее изготовления. В углах магнитной системы (рис. 24) возникают добавочные потери, обусловленные анизотропией магнитных свойств холоднокатаной стали. Эти потери больше при прямых стыках (срез пластин под углом 90° по рис. 24, а) и существенно меньше при косых стыках (срез пластин под углом 45° по рис. 24, б). Механические воздействия на пластины стали в процессе их изготовления приводят к ухудшению магнитных свойств стали, которые могут быть частично восстановлены путем отжига пластин.

Потери холостого хода в магнитной системе, Вт, собранной из пластин холоднокатаной анизотропной стали со стержнями и ярмами с многоступенчатой формой сечения, без проштамповки отверстий в пластинах, с прессовкой и стяжкой ярм ярмовыми балками и стержней бандажами (или путем расклинивания с обмоткой), могут быть рассчитаны по формулам:

в трехфазной магнитной системе

;

в однофазной магнитной системе

где – по табл. 29; и , Вт/кг, – удельные потери в стали при расчетной индукции и частоте по табл. 28; = 1,15 при мощности трансформатора до 6300 кВ∙А и 1,20 при больших мощностях для отжигаемых пластин и соответственно 1,25 и 1,30 для неотжигаемых пластин.

Ток холостого хода для магнитной системы из холоднокатаной стали, так же как и потери, зависит от магнитных свойств стали, конструктивных и технологических факторов, причем воздействие этих факторов на ток сказывается значительно больше, чем на потери.

Намагничивающая мощность при холостом ходе для магнитной системы, собранной из отожженных пластин холоднокатаной анизотропной стали, со стержнями и ярмами с многоступенчатой формой сечения, без проштамповки отверстий в пластинах, с прессовкой и стяжкой ярм ярмовыми балками и стержней бандажами может быть определена по формулам:

в трехфазной плоской магнитной системе

;

в однофазной плоской магнитной системе

где коэффициенты для стали марок 3404 и 3405:

= 1,30 и 1,40 для трансформаторов мощностью до 6300 кВ∙А и больших для отожженных пластин и 1,70 и 1,85 для неотожженных пластин;

– по табл. 31;

= 1,35 и 1,20 соответственно при мощностях до 1600 кВ∙А и больших;

= 1,07 и 1,15 соответственно при мощностях до 6300 кВ∙А и больших.

Удельная намагничивающая мощность и по табл. 30.

Намагничивающая мощность для немагнитных шихтованных зазоров , где – число зазоров каждого размера; – удельная намагничивающая мощность на 1 м² зазора; , м² – площадь каждого зазора.

Для косого стыка , для прямого . Индукция на косом стыке на прямом . Значения удельной намагничивающей мощности для зазоров и находятся для индукций и по табл. 30.

Таблица 28. Удельные потери для холоднокатаных сталей марок 3404 и 3405 при различных индукциях и частоте 50 Гц

B, Тл

Марка стали

3404;

0,35 мм

3404; 030, мм

3405; 035, мм

3405;

0,30 мм

3404 и 3405;

p_δ, В∙А/м²

Вт/кг

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

0,475

0,575

0,675

0,785

0,930

0,450

0,545

0,635

0,755

0,875

0,425

0,520

0,610

0,715

0,835

345

430

515

620

730

1,50

1,52

1,54

1,56

1,58

1,100

1,134

1,168

1,207

1,251

1,030

1,070

1,110

1,150

1,190

0,970

1,004

1,038

1,074

1,112

850

878

906

934

962

1,60

1,62

1,64

1,66

1,68

1,295

1,353

1,411

1,472

1,536

1,230

1,278

1,326

1,380

1,440

1,150

1,194

1,238

1,288

1,344

990

1017

1044

1071

1098

1,70

1,75

1,80

1,600

1,784

2,000

1,500

1,656

1,860

1,400

1,554

1,740

1125

1200

1275

Таблица 29. Коэффициент k_п,у для расчета потерь холостого хода (для В_с = 1,4÷1,7 Тл)

Число углов со стыками

Коэффициент k_п,у для разных марок стали

косыми

прямыми

3404;

0,35 мм

3404; 0,30 мм

3405; 0,35 мм

3405;

0,30 мм

Трехфазная магнитная система

–

1,43

1,70

1,95

1,46

1,74

2,19

1,48

1,78

2,26

Однофазная магнитная система

–

1,32

1,95

1,35

2,02

1,36

2,08

Таблица 30. Удельная намагничивающая мощность для холоднокатаных сталей марок 3404 и 3405 при различных индукциях и частоте 50 Гц

B, Тл

Марка стали

3404;

0,35 мм

3404;

0,30 мм

3405;

0,35 мм

3405;

0,30 мм

3404

3405

q_с, В∙А/кг

q_з, В∙А/м²

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

0,548

0,650

0,752

0,900

1,060

0,540

0,640

0,742

0,870

1,040

0,533

0,630

0,732

0,860

1,020

0,525

0,620 0,722

0,850

1,000

1000

2500

4000

7400

11400

900

2300

3700

6000

9200

1,50

1,52

1,54

1,56

1,58

1,330

1,408

1,486

1,575

1,675

1,289

1,360

1,431

1,511

1,600

1,246

1,311

1,376

1,447

1,524

1,205

1,263

1,321

1,383

1,449

16600

17960

19320

20700

22100

13800

14760

15720

16800

18000

1,60

1,62

1,64

1,66

1,68

1,755

1,956

2,131

2,556

3,028

1,688

1,850

2,012

2,289

2,681

1,602

1,748

1,894

2,123

2,435

1,525

1,645

1,775

1,956

2,188

23500

25100

26700

28600

30800

19200

20480

21760

23160

24680

1,70

1,75

1,80

3,400

6,370

11,500

3,073

5,660

10,130

2,747

4,950

8,770

2,420

4,238

7,400

33000

39300

48000

27000

31920

37000

Таблица 31. Значения коэффициента k_т,у для различного числа углов с косыми и прямыми стыками плоской шихтованной магнитной системы для стали марок 3404 и 3405, 0,35 и 0,30 мм при f=50 Гц