1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Расчет электрических величин является первым этапом проектирования трансформатора. Результаты полученные на этом этапе, определяют выбор основных размеров, электромагнитных нагрузок на последующих этапах.

1.1Мощность одной фазы:

1.2Мощность на один стержень магнитопровода:

где n_с- число стержней магнитопровода.

1.3Фазные напряжения ВН:

при соединении фаз обмоток в звезду

1.4 Фазные напряжения НН:

при соединении фаз обмоток в звезду

1.5Номинальный ток обмотки высокого напряжения /ВН/

1.6Номинальный ток обмотки низкого напряжения /НН/

1.7Номинальные фазные токи ВН:

при соединении фаз обмоток в звезду

I_1Ф = I₁ = 10,4 A

1.8Номинальные фазные токи НН:

при соединении фаз обмоток в звезду

I_2Ф = I₂ = 910,4 A

1.9Испытательные напряжения обмоток:

Испытательные напряжения обмоток выбираются в зависимости от номинального напряжения обмоток, которое определяет класс напряжения трансформатора.

для обмотки ВН U_{ИСП ВН} = 85 кВ. табл.4.1[1] стр.16

для обмотки НН U_{ИСП НН} = 5 кВ. табл.4.4 [1] стр.183

1.10Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

где Р_к - принимается в ваттах, а S_н- в киловольтамперах

1.11Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:

где и_к -напряжение короткого замыкания трансформатора

2. Выбор главных размеров трансформатора

2.1 Выбор конструкции сердечника трансформатора.

Поперечное сечение стержня обычно выполняется в виде ступенчатой фигуры, вписанной в окружность, для наибольшего заполнения сталью поперечного сечения окружности диаметром d, а так же для получения наиболее технологичных цилиндрических обмоток.

• Ориентировочный диаметр стержня выберем 0,2 м;

• Число ступеней стержня - 7 , [1] табл.2.5. стр.83

• Коэффициент заполнения площади круга, k_кр =0,918

2.2 Выбор марки стали и вида междулистовой изоляции

Выберем сталь холоднокатаной прокатки марки ЭТ-3405 толщиной 0,30 мм, ГОСТ 21427.1-83; [1] табл.2.3. стр.78;

В качестве междулистовой изоляции используется двухстороннее лаковое покрытие в виде пленки, покрытая на обе стороны пластины (Лак КФ-965,

ГОСТ 15030-78, быстрой горячей огневой сушки, толщина пленки около 0,01 мм).

Коэффициент заполнения сечения стержня k_з=0,96, [1] табл.2.2. стр.77

2.3 Общий коэффициент заполнения сталью:

где к_кр -коэффициент заполнения площади круга площадью ступенчатой фигуры; к_з - коэффициент заполнения площади ступенчатой фигуры сталью.

2.4 Выбор индукции в стержне, Bс :

Индукцию в стали выберем из [1] табл.2.4. стр.78:

B_с=1.55 Тл.

2.5 Определение диаметра стержня магнитопровода, d:

Здесь S^’ – мощность на один стержень магнитопровода,

f – частота питающей сети,

u_p – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания,

a_p – ширина приведенного канала рассеяния, определяемая выражением:

где a₁₂ – изоляционный промежуток между обмотками НН и ВН определяется испытательным напряжением и выбирается 27мм, [1]табл.4.5. стр.184;

а₁ и а₂ – ширина обмоток ( НН и ВН ) предварительно может быть определена в виде:

коэффициент K можно принять 0,4, при S^’ от 100 до 210 КВА;

коэффициент β – коэффициент, связывающий основные размеры обмотки. Значение параметра β влияет на массогабаритные и стоимостные показатели трансформатора.

β =1,5 [1] табл.12. стр.504

k_р – коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному (коэффициент Роговского) может принимать значение в пределах (0,93 - 0,97) и может быть принят равным 0,95.

Принимаем нормализованный диаметр стержня d = 19,5 см.

2.6 Определение среднего диаметра канала рассеяния:

d₁₂=d+2a₀₁+2a₁+a₁₂=19.5+2*5+2*2.094+2.7=36.388 см.

где а₀₁ –размер канала, табл. 4.4 [1].

а₁-ширина обмотки НН

2.7 Высота / осевой размер/ обмотки:

2.8 Активное сечение стержня /чистое сечение стали/

2.9 Электродвижущая сила одного витка:

2.10 Число витков в обмотки НН:

Значение -округленно до целого числа

2.11 Уточнение ЭДС одного витка:

2.12 Уточнение индукции в стержне

Здесь -уточненное значение ЭДС одного витка.