Исходные данные

Дан трёхфазный двухобмоточный масляный трансформатор.

Номинальная мощность	Sн = 560 кВА
Число фаз	m = 3
Частота	F = 50 Гц
Номинальные напряжения: Обмотки ВН Обмотки НН	Uн2= 6000 В Uн1= 230 В
Схема и группа соединений	Y/Yн-0
Напряжение короткого замыкания	Uк= 4,5%
Потери короткого замыкания	Pк= 6780 Вт
Потери холостого хода	Pх= 2000 Вт
Ток холостого хода	iо=4,7%
Материал обмоток	Медь

Расчёт основных электрических величин и изоляционных расстояний.

Расчёт проводим для трёхфазного трансформатора стержневого типа с концентрическими обмотками.

Номинальные (линейные) токи на сторонах:

ВН: I₁= = = 53,9 А

НН: I₂= = = 1406 А

Фазные токи обмоток (Y/Yн-0):

ВН: I_ф1 = I₁ = 53,9 А

НН: I_ф2 = I₂ = 1406 А

Фазные напряжения обмоток:

ВН: U_ф1 = U_н1/ = 6000/ = 3464 В

НН: U_ф2 = U_н2/ = 230/ = 133 В

Мощность одной фазы и обмоток одного стержня:

S_ф = S^´ = S_н/3 = 560/3 =186,67 кВА

Испытательное напряжение обмоток смотрим по таблице 4.1 [1]:

ВН: U_исп.1 = 25 кВ

НН: U_исп.2 = 5 кВ

Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

U_а = P_к/10S_н = 6780/10´560 = 1,2%

Реактивная составляющая:

U_р = = = 4,3%

По таблице 5.8 [1] выбираем тип обмоток:

Обмотка ВН при напряжении 6 кВ и токе 53,9 А – непрерывная катушечная из прямоугольного провода.

Обмотка НН при напряжении 0,23 кВ и токе 1406 А – винтовая двухходовая из прямоугольного провода.

Для испытательного напряжения обмотки ВН, U_исп.1 = 25 кВ по таблице 4.5 [1] находим изоляционные расстояния:

a₁₂´ = 9 мм; l₀₂´ = 30 мм; a₂₂´ = 10 мм

По таблице 4.4 [1] для НН, U_исп.2=5 кВ, S=560 кВА и винтовой обмотки находим:

a₀₁´ = 5 мм

Определение основных параметров трансформатора. Выбор схемы и конструкции магнитной системы.

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. В сечении стержня 8 ступеней, ярма 7 ступеней, изоляция пластин – нагревостойкое изоляционное покрытие плюс однократная лакировка.

Материал магнитной системы – холоднакатная сталь марки 3411 толщиной 0,35 мм. Индукция в стержне В_с = 1,6 Тл.

Предварительный расчет трансформатора и выбор соотношения основных параметров.

Диаметр стержня предварительно определяем по формуле:

d = 0.5

Мощность обмоток одного стержня:

S^´= 186,67 кВА

Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному К_р£0,95

Коэффициент заполнения круга К_кр = 0,928

Коэффициент заполнения сечения пакета сечением стали К_з = 0,94

Коэффициент заполнения сталью К_c = К_кр ´ К_з = 0,928 ´ 0,94 = 0,87

Ширина приведённого канала рассеивания:

a_p = a´₁₂ + (a₁ + a₂) / 3, где а´₁₂ = 9´10^-3 м

(a₁ +a₂)/3 = K ´10^-2, где К = 0,53 табл. 3.3 [1]

(a₁ +a₂)/3 = 0,53 ´10^-2 = 0,02 м

а_р = а´₁₂ + (a₁+a₂)/3 = 9´10^-3 + 0,02 = 0,029 м

Принимаем b = 2,2

d = 0,5 = 0,5 = 0,203 м

d_н = 0,22 м

После выбора нормализованного диаметра d_н уточняем b:

b = b´´(d_н / d) = 2,2´(0,22 / 0,203) = 2,38

Активное сечение стержня:

П_с = 0,785К_c К_з d² = 0,785´0,87´0,935´ 0,22²= 0,0309 м²

ЭДС одного витка

u_в = 4,44fП_СВ_С = 4,44´50´0,0309´1,6 = 11 В

Средний диаметр обмоток:

d₁₂ = d_н+2а₀₁+ 2а₁+а₁₂= 0,22+2´0,004+2´0,022+0,009 = 0,281 м

где а₁=К(a₁ +a₂)/3 (К=1,1) [2. гл 17-17]

Высота обмоток:

l = pd₁₂/b = 3,14´0,281/2,38 = 0,37 м