Охлаждающих каналов. Трехфазные трансформаторы

а) Масляные трансформаторы

Мощность трансформатора S, кВ•А	До 4000	6300-16000	25 000- 32000	40 000 —80000
Ориентировочный диаметр стержня d, м	До 0,34	0,36-0,48	0,50-0,60	0,63-0,75
Число продольных каналов	-	1	2	3

б) Сухие трансформаторы

Мощность трансформатора S, кВ•А	До 400	30 - 1000	1600
Ориентировочный диаметр стержня d, м	До 0,22	0,24 - 0,25	0,28 - 0,32
Число продольных каналов	-	1	2

Примечания:

1. В масляных трансформаторах ширина продольного камола 6, поперечного - 10 мм.

2. В сухих трансформаторах ширина продольного канала 20 мм.

0,20; 0,21; 0,22; 0,225; 0,23; 0,24; 0,245; 0,25; 0,26; 0,27; 0,28; 0,29; 0,30; 0,31; 0,32; 0,33; 0,34; 0,35; 0,36; 0,37; 0,38; 0,39; 0,40; 0,42; 0,45; 0,48; 0,50; 0,53; 0,56; 0,60; 0,63; 0,67; 0,71; 0,75 - для магнитных систем без поперечных каналов 0,80; 0,85; 0,875; 0,90; 0,925; 0,95; 0,975; 1,00; 1,03; 1,06; 1,12; 1,15; 1,18; 1,22; 1,25; 1,28; 1,32; 1,36; 1,40; 1,45; 1,50 - для магнитных систем, имеющих поперечные охлаждающие каналы.

При определении активного сечения стержня, т. е. чистого сечения стали в площади круга с диаметром стержня d, в предварительном расчете, когда размеры пакетов пластин стержня еще не установлены, обычно пользуются коэффициентом заполнения сталью kc , равным отношению активного сечения Пс к площади круга диаметром d. Этот коэффициент равен произведению двух коэффициентов - коэффициента заполнения площади круга площадью Пф , с ступенчатой фигуры сечения стержня kкр и коэффициента заполнения площади ступенчатой фигуры Пф, с чистой сталью k3

kкр = 4Пф,с / (d2 ); Пф,с = kкрd2 / 4;

k3 = 4Пс / (kкр d2 ); Пс = kкр k3d2 / 4;

Пc = kc d2 / 4; kc = kкр k3 .

Ориентировочные практические значения коэффициента kкр для различных диаметров стержня при оптимальных размерах пластин и пакетов за вычетом сечений охлаждающих каналов и с учетом места, занимаемого прессующими пластинами стержня, приведены в табл. 2.5 и 2.6, данными которых можно пользоваться в предварительном расчете. При окончательном расчете магнитной системы сечение стержня определяется по табл. 8.1 - 8.5 или по реальным размерам пакетов стержня.

Для магнитной системы по рис. 2.6 a kкр принимается по табл. 2.5 с прим. 3, для магнитной системы по рис. 2.6, б - по этой таблице с прим. 4.

Коэффициент k3 выбирается по табл. 2.2 в соответствии с видом стали — рулонная или листовая, с типом изоляционного покрытия и принятой технологией сборки магнитной системы.

Выбор правильной формы и размеров поперечного сечения ярма, особенно в магнитных системах, собираемых из холоднокатаной текстурованной стали, играет существенную роль. Наиболее рациональной является многоступенчатая форума сечения ярма с числом ступеней, равным числу ступеней в сечении стержня, и активным сечением, равным или несколько большим активного сечения стержня. Для обеспечения более равномерного сжатия ярма между ярмовыми балками обычно два-три крайних пакета объединяют, несколько увеличивая их общее сечение (рис. 2.20, а).

При такой форме ярма магнитный поток (индукция) практически равномерно распределяется по сечению стержня и ярма, а активное сечение ярма оказывается несколько больше активного сечения стержня, что учитывается коэффициентом усиления ярма, равным отношению ПЯ/ПС, ka = ПЯ!ПС.

Для нормализованных размеров пакетов пластин по табл. 8.2—8.5 можно принять &я= 1,02-=-1,03. Возможна также форма яома по оис. 2.20. б. лающая некоторую экономию стали в местах прилегания стержней и ярм — до 1,5—2 % массы стали магнитной системы.

Рис. 2.20. Формы поперечного сечения ярма

В целях упрощения сборки остова и уменьшения числа пластин с различными размерами, а также упрощения опорных конструкций обмоток в магнитных системах трансформаторов в течение ряда лет применялась упрощенная форма сечения ярма — с одной-двумя ступенями или прямоугольная (рис. 2.20, в). При такой форме сечения ярма возникает неравномерное распределение магнитных потоков и индукции в стыкующихся пакетах стержня и ярма, что ведет к повышению потерь и тока холостого хода, особенно в магнитных системах, собираемых из анизотропной стали.

Рис. 2.20. Рис. 2.21. Различные способы прессовки ярма ярмовыми балками:

а — внешними шпильками; б — стальными полубандажами и внешними шпильками; в — сквозными шпильками

В современных конструкциях плоских магнитных систем трансформаторов мощностью до 6300 кВ•А, собираемых из холоднокатаной стали, прессовка ярм осуществляется при помощи стальных ярмовых балок, стягиваемых шпильками, вынесенными за пределы ярма (рис. 2.21, а). Стальная шпилька над средним стержнем иногда заменяется стальной скобой с нажимным болтом. В трансформаторах большей мощности — от 10000 кВ•А и выше — ярмо прессуется при помощи стальных полубандажей, стягивающих две ярмовые балки и изолированных от балок (рис. 2.21, б). Прессовка ярма шпильками, проходящими сквозь ярмо и изолированными от ярма и балок, применяется только в конструкциях реакторов (рис. 2.21, в).

В соответствии с высказанными соображениями при выборе способов прессовки стержней и ярм, формы сечения и коэффициента усиления ярма для современных трансформаторов с магнитными системами, собираемыми из холоднокатаной стали, можно воспользоваться рекомендациями табл. 2.8. При отступлении от этих рекомендаций следует считаться с возможным увеличением потерь и тока холостого хода соответственно на 9—25 и 50—200 % при стяжке стержней и ярм сквозными шпильками при шаге отверстий от 0,24 до 0,12 м и на 5—8 % при упрощении формы сечения ярма.

Таблица 2.8. Выбор способа прессовки стержней и ярм, формы сечения и коэффициента усиления ярма для современных масляных и сухих трансформаторов

Мощность трансформатора S, кВ•А	Прессовка стержней	Прессовка ярм	Форма сечения ярма	Коэффициент усиления ярма
25-100	Расклиниванием с обмоткой (рис. 2.18, а)	Балками, стянутыми шпильками, расположенными вне ярма (рис. 2.21, а)	3-5 ступеней	1,025
160-630			С числом ступеней на одну-две меньше числа ступеней стержня	1,015- 1,025
1000 - 6300	Бандажами из стеклоленты (рис. 2.18, б)	Балками, стянутыми стальными полубандажами (рис. 2.21, б)