1.1. Определение линейных, фазных токов и напряжений обмоток вн и нн

Расчетная мощность одной фазы трансформатора:

;

где - число фаз трансформатора.

Расчетная мощность трансформатора на один стержень:

;

где - число стержней трансформатора. Как правило, для масляных трехфазных силовых трансформаторов:

Рассчитывается номинальный ток обмотки ВН:

;

Рассчитывается номинальный ток обмотки НН:

;

Определяется значение номинального фазного тока обмотки ВН (при соединении обмоток в звезду):

;

Определяется значение номинального фазного тока обмотки НН (при соединении обмоток в треугольник):

;

Определяется фазное напряжение обмоток высокого напряжения (при соединении обмоток в звезду):

;

Определяется фазное напряжение обмоток низкого напряжения (при соединении обмоток в треугольник):

;

1.2. Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания

Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

;

Реактивная составляющей напряжения короткого замыкания:

;

1.3. Определение испытательных напряжений обмоток, изоляционных расстояний

Испытательные напряжения различных обмоток выбираются по [1], табл.4-1, в прямой зависимости от класса изоляции, а также рабочего напряжения обмоток:

- обмотки высокого напряжения.

Обмотки трансформаторов с рабочим напряжением до 1кВ имеют .

По [1], табл.4.4, табл. 4.5 в соответствии с испытательными напряжениями обмоток, находятся значения изоляционных расстояний:

обмотка ВН

; ;;;.

обмотка НН

; ;.

Рисунок 1.2 – Изоляционные расстояния.

Ширина приведенного канала рассеяния:

;

где - изоляционный промежуток между обмотками ВН и НН, который определяется величиной испытательного напряжения;

- приведенная ширина двух обмоток, которая может быть приближенно определена по формуле:

;

где - коэффициент для масляных трансформаторов с ПБВ, который определяется по[1], табл. 3.3.

2. Расчет основных размеров трансформатора.

2.1. Выбор схемы, конструкции и технологии изготовления магнитной системы

Магнитная система представляет собой комплект пластин из электротехнической стали, собранных в определенной геометрической форме.

Выбирается плоская трехфазная стержневая шихтованная магнитная система со ступенчатой формой поперечного сечения стержня с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне (рис. 2.1). Система охлаждения - омывание маслом наружных поверхностей стержней.

Рисунок 2.1 – План шихтовки магнитной системы.

Магнитные системы трансформаторов, мощностью до 630кВА собираются с укладкой пластин внутрь обмоток, уложенных на специальном стенде. После завершения шихтовки и стяжки ярм балками, обмотки оказываются размещенными на остове трансформатора.

2.2. Расчет основных коэффициентов.

Параметры и коэффициенты, используемые при расчете магнитной системы, для наглядности выполняются в виде блоков.

Параметры и коэффициенты, относящиеся к стержню:

3404 – марка электротехнической стали;

- толщина стали;

- коэффициент заполнения круга (табл. 2.5 [1]);

- коэффициент заполнения сталью (табл. 2.2 [1]);

- коэффициент приведения;

- коэффициент добавочных потерь (табл. 3.6 [1]);

- общий коэффициент заполнения сталью площади круга;

- предварительное значение диаметра стержня (табл. 2.5 [1]);

- коэффициент увеличения потерь в углах магнитной системы при прямых и косых стыках (табл. 8.13 [1]);

- коэффициент добавочных потерь из-за неравномерного распределения индукции и механических воздействий на сталь (табл. 8.14 [1]);

- число ступеней стержня (табл. 2.5 [1]);

- число косых стыков в магнитной системе (рис. 2.2);

- число прямых стыков в магнитной системе (рис. 2.2).

- предварительное рекомендуемое значение индукции в стержнях трансформатора (табл. 2.4 [1]);

- удельные потери в стали (табл. 8.10 [1]);

- намагничивающая мощность в стали (табл. 8.17 [1]);

- значение индукции в косом стыке;

- значение индукции в прямом стыке;

- намагничивающая мощность в зоне косого стыка (табл. 8.17 [1]);

- намагничивающая мощность в зоне прямого стыка (табл. 8.17 [1]);

- коэффициент, зависящий от удельного сопротивления и плотности материала обмотки (стр. 130 [1]);

Параметры и коэффициенты, относящиеся к ярму:

- число ступеней ярма;

- ширина крайнего наружного пакета ярма (табл. 8.3 [1]);

- коэффициент усиления ярма (табл. 2.8 [1]);

- коэффициент учета отжига пластин (стр. 396 [1]);

- коэффициент для трансформаторов мощностью до 250кВА;

- коэффициент, учитывающий перешихтовку верхнего ярма при мощности трансформатора до 250кВА (стр. 394 [1]);

- коэффициент увеличения намагничивающей мощности (табл. 8.21 [1]);

- коэффициент, учитывающий различное число стыков с прямыми и косыми стыками (табл. 8.20 [1]);

- предварительное значение индукции в ярме;

- удельные потери в стали (табл. 8.10 [1]);

- намагничивающая мощность в стали (табл. 8.17 [1]);

- коэффициент, зависящий от отношения и материала обмотки (табл. 3.4 [1]);

- коэффициент, зависящий от отношения и материала обмотки (табл. 3.5 [1]);

- коэффициент для ярма с многоступенчатой формой поперечного сечения для трансформаторов, мощностью до 630кВА (стр. 126 [1]);

По определенным справочным и расчетным данным находятся основные коэффициенты для расчета параметров трансформатора по следующим формулам:

где - коэффициент для алюминия.

- коэффициент для алюминиевых обмоток;

где - коэффициент кратности тока короткого замыкания.

;

Для определения оптимального значения производится предварительный расчет основных параметров трансформатора при различных значениях в рекомендуемых пределах([1] табл. 3.12). Результаты вычислений заносятся в таблицу 2.1.

	1,2	1,3	1,4	1,5	1,55	1,6
	1,047	1,068	1,088	1,107	1,116	1,125
	33,21	32,79	32,42	32,08	31,93	31,78
	29,26	31,02	32,75	34,45	35,28	36,11
	62,47	63,82	65,17	66,53	67,21	67,90
	2,16	2,30	2,42	2,54	2,61	2,68
	59,81	60,18	60,60	61,05	61,29	61,54
	34,61	36,69	38,73	40,73	41,72	42,70
	94,42	96,57	99,33	101,78	103,01	104,54
	181,22	187,40	193,53	199,63	202,66	205,68
	138,53	142,60	146,66	150,71	152,72	154,74
х10-3	4,26	4,44	4,60	4,76	4,84	4,92
х10-3	6,03	6,27	6,51	6,73	6,85	6,96
х10-3	4,62	4,44	4,60	4,76	4,84	4,92
	301,88	314,20	326,06	337,51	343,09	348,58
	621,63	644,20	666,26	687,84	694,47	708,99
	2,49	2,58	2,67	2,75	2,79	2,84
	23,39	22,48	21,66	20,92	20,58	20,30
	24,80	23,82	22,96	22,18	21,82	21,48
, (106)	1,39	1,42	1,44	1,47	1,48	1,50
	1,10	1,17	1,24	1,31	1,34	1,40
	0,079	0,081	0,083	0,084	0,085	0,086
	0,115	0,117	0,120	0,122	0,123	0,124
	0,301	0,284	0,268	0,254	0,248	0,243
	0,187	0,190	0,194	0,197	0,198	0,200

Таблица 2.1 - Предварительный расчет основных параметров трансформатора при различных значениях .

По результатам вычислений, строятся графики зависимостей основных параметров трансформатора при изменении значения .

Рисунок 2.2 – Графики зависимости от коэффициента.

Рисунок 2.3 – Графики зависимости

от коэффициента .

Таким образом проанализировав графики и результаты расчетов можно определить, что оптимальное значение , и соответствующее ему значение диаметра стержня , что соответствует рекомендуемым пределам изменения и нормализованному диаметру стержней трансформаторов. Дальнейший расчет трансформатора ведется с применением этих значений.

ВЫВОД. Выбраны материалы магнитной системы и обмоток, произведен расчет основных размеров трансформатора. Предварительные расчетные значения потерь и тока холостого хода удовлетворяют техническим требованиям, предъявляемым к трансформаторам.