3 Электромагнитный расчет
Исходные данные:
Полная мощность трансформатора - Sн=1200000BA;
Номинальное линейное напряжение обмотки ВН - Uвн=6000B;
Номинальное линейное напряжение обмотки НН - Uнн=525B;
Напряжение короткого замыкания - Uкн=6%;
Число фаз - m=3 ;
Частота питающей сети - f=50 Гц;
Потери холостого хода - Pо= 2500Вт;
Потери короткого замыкания - Pк=16000Вт;
Ток холостого хода - io=1,4%;
Схема и группа соединения обмоток - D/Y-11.
3.1 Расчет основных электрических величин
3.1.1 Мощность на одну фазу
Sф=Sн/m=1200000/3=400000,000 ВА.
3.1.2 Номинальные линейные токи на сторонах ВН(2) и НН(1)
Iл2=Sн/(sqr(3)*Uвн)=1200000/(1,73*6000)=115,470 А;
Iл1=Sн/(sqr(3)*Uнн)=1200000/(1,73*525)=1319,658 А.
3.1.3 Фазные токи на сторонах ВН и НН
Iф2=Iл2/sqr(3)=115,470053837925/1,73=66,667 А
Iф1=Iл1=Sн/(sqr(3)*Uнн)=1200000/(1,73*525)=1319,658 А.
3.1.4 Фазные напряжения на сторонах ВН и НН
Uвн=6000,000 В
Uф1=Uнн/sqr(3)=525/1,73=303,109 В
3.1.5 Активная составляющая напряжения КЗ
Uка=(Pк/Sн)*100=(16000/1200000)*100=1,333%
3.1.6 Реактивная составляющая напряжения КЗ:
Uкр=sqr(Uк^2-Uка^2)=sqr(36-1,778)=5,850%.
3.1.7 Проверка
НН:
S1=m*U1ф*Iф1=3*303,108891324554*1319,65775814772=1200000,000Вт
ВН:
S2=m*U2ф*Iф2=3*6000*66,6667=1200000,600Вт.
3.1.8 Выбор испытательных напряжений исходя из номинальных линейных напряжений табл.4.1. [1]
Uисп.вн=25000 B
Uисп.нн=5000 B
3.2 Выбор изоляционных промежутков
Изоляционные промежутки показаны на рисунке 3.1
Рисунок 3.1
Выбор проведен согласно рекомендации [1] (см. табл.4.4. табл.4.5 [1])
a01=0,015 м -расстояние между стержнем и обмоткой НН;
a12=0,02 м -расстояние между обмоткой НН и ВН;
a22=0,018 м -расстояние между обмотками ВН;
Lc1=0,018 м -выступ цилиндра над обмоткой НН;
Lc2=0,02 м -выступ цилиндра над обмоткой ВН;
ac1=0,006 м -расстояние между цилиндром и обмоткой НН;
L02=0,05
м -расстояние между обмоткой ВН и
ярмом;
b01=0,004 м -толщина цилиндра под обмоткой НН;
b12=0,004 м -толщина цилиндра под обмоткой ВН.
3.3 Расчет основных размеров
Принято:
Покрытие нагревостойкое .
Марка стали - 3405,3406,3407,3408 .
Толщина листов = 0,27 мм.. Материал обмоток - алюминий.
Kкр=0,926 - коэффициент заполнения круга .
A=35000A/m - линейная нагрузка.
B=1,58Тл - индукция в стержне .
K=0,63
β=1,5
J=1620000A/м^2 - плотность тока .
Kcu=0,2 - коэффициент заполнения окна медью.
α=4,5
λ=0,9
Kз=0,95
Kc=Kкр*Kз=0,8797
3.3.1 Расчет с помощью постоянной Арнольда
3.3.1.1 Постоянная Арнольда
Ca = (2 * Sqr(2)) / (m * pi ^ 2 * Kc *А*В)= =(2,828)/(3*9,870*0,8797*35000*1,58)=0,000002м^3/Дж
3.3.1.2
Условный объём активной части
V = Ca * Sн / f =0,000002*1200000/50=0,047 м^3.
3.3.1.3 Диаметр стержня
Da = (V / α) ^ (1 / 3)=(0,0471/4,5)^(0,3333333)=0,219 м
3.3.1.4 Высота обмотки
La = Da * α=0,219*4,5=0,985 м
3.3.2. Расчет с помощью универсальной постоянной
3.3.2.1 Универсальная постоянная
CS = ((4 * SQR(2)) / (PI ^ 2 * KC * KCU * J * B)) ^ (1/4)= =((5,657/(9,870*0,8797*0,2*1620000*1,58))^(0,25)=0,033588 М/ДЖ^(1/4)
3.3.2.2 Диаметр стержня
Ds = Cs * (Sн / (α * m * lambda * f)) ^ (1 /4)= =0,034*(1200000/(4,5*3*0,9*50))^0,25=0,224 м
3.3.2.3 Высота обмотки
Ls = Ds * α=0,224*4,5=1,008 м.
3.3.3 Расчет по методу [1]
Kр=0,95 -коэффициент Роговского
3.3.3.1 Приведенная ширина обмоток
a123 = K * ((Sф / 1000) ^ (1 / 4)) * 10 ^ (-2)=0,63*((400000,000/1000)^(1/4))*10^(-2)=0,028 м
3.3.3.2 Ширина приведенного канала рассеивания
aр = a12 + a123=0,02+0,0282=0,048 м