3 Методичні вказівки за розділами курсового проекту

3.1 Вибір оптимального варіанту трансформатора

Вибір оптимального варіанта трансформатора починається з визначення основних електричних величин: потужності на фазу та стрижень; лінійних та фазових струмів обмоток високої напруги (ВН), низької напруги (НН) та середньої напруги (СН), фазних напруг обмоток [1].

Випробувальні напруги та основні ізоляційні відстані обираються згідно з [1].

Розрахунок трансформатора для кількох різних значень β (попередній розрахунок) виконується з метою визначення основних показників: маси активних матеріалів (маси сталі магнітної системи та маси обмоток); розмірів магнітної системи та обмоток, параметрів холостого ходу, вартості активної частини трансформатора. Аналіз цих показників дозволяє визначити оптимальний варіант проектування трансформатора.

Узагальнений метод попереднього розрахунку забезпечує визначення вищевказаних величин трансформатора від незалежних змінних. Вони здійснюють найбільший вплив на конструкцію та розрахунок трансформатора і дозволяють отримати уяву про найбільш характерні особливості трансформатора. Такими змінними є співвідношення основних розмірів обмоток трансформатора β та діаметр стрижня магнітної системи d.

Величина β визначається співвідношенням , де – середня довжина радіального каналу між обмотками, l – висота обмоток. Величина β може змінюватись в широких межах від 1.0 до 3.5. Меншим значенням β відповідають відносно високі та вузькі трансформатори, більшим значенням β – низькі та широкі трансформатори. При зростанні β збільшується маса сталі магнітопроводу і зменшується маса металу обмоток.

Розрахунок основних параметрів трансформатора в залежності від β слід проводити згідно з рекомендаціями [1].

Згідно з даними розрахунку різних варіантів виконання трансформатора відповідно з [1] виконуються графіки:

,

де – маси стрижнів, ярм, сталі магнітопроводу та обмоток, кг;

– вартість активної частини, %;

– втрати холостого ходу, кВт;

– механічна напруга, МПа;

– густина струму, А/м²;

–діаметр стрижня, діаметр каналу між обмотками та відстань між вісями стрижнів магнітопроводу, м.

Згідно з побудованими графіками виконується діаграма [1, рис.3.13], за допомогою якої визначаються оптимальне значення β і діаметр стрижня магнітної системи, при яких втрати та струм холостого ходу відповідають вихідним даним до КП. Також визначаються нормовані величини густини струму і механічної напруги в обмотках при КЗ.

3.2 Визначення основних розмірів та параметрів трансформатора

Розрахований діаметр стрижня магнітної системи нормалізують (стандартні значення наведені [1, С.87-88]), після чого перераховують β. З накреслених графіків, або з таблиці попереднього розрахунку визначають: середній діаметр обмоток, орієнтовну висоту обмоток, відстань між вісями стрижнів, масу сталі магнітної системи, масу обмоткового проводу, густину струму в обмотках, вартість активної частини в умовних одиницях.

Площу перерізу стрижня визначають за нормалізованим діаметром стрижня, висоту стрижнів визначають згідно з [1].

ЕРС одного витка визначають за формулою:

.

Після визначення основних параметрів обмоток уточнюється ЕРС одного витка.