     
а12 + а1 + а2 0.009 + 0.00355 + 0.0018
𝛿 = = = 0.00499;
𝜋 ∗ 𝑙 3.14 ∗ 0.915
Напряжение короткого замыкания, %:
𝑈𝑘𝐻 = √𝑈2 + 𝑈2 = √0.0412 + 0.05272 = 0.0667 %;
𝑘𝑎 𝑘𝑝
8. расчет магнитной системы
Площадь ступенчатой фигуры поперечного сечения стержня, м2:
𝑛𝑐
Пфс = 2 ∗ ∑ 𝑎𝑖𝑐 ∗ 𝑏𝑖𝑐 ∗ 10−6 = 2 ∗ 32860 ∗ 10−6 = 0.0657 м2;
𝑖=1
где nс - число пакетов в стержне; aic и bic - ширина и толщина i-го пакета пластин стержня, мм.
При d=0.427м и стержне без прессующей пластины; Для стержня:
𝑛с = 8;
ккр = 0,93;
Размеры пакета в стержне (a*b):
1 пакет: 295 ∗ 28 = 8260 мм2;
2 пакет: 270 ∗ 37 = 9990 мм2;
3 пакет: 250 ∗ 18 = 4500 мм2;
4 пакет: 230 ∗ 13 = 2990 мм2;
5 пакет: 215 ∗ 8 = 1720 мм2;
6 пакет: 175 ∗ 18 = 3150 мм2;
7 пакет: 135 ∗ 12 = 1620 мм2;
8 пакет: 105 ∗ 6 = 630 мм2;
Активное сечение стержня, м :
Пс = кз ∗ Пф.с. = 0,94 ∗ 1,2829 = 1,206 м;
Площадь ступенчатой фигуры поперечного сечения ярма, м2:
𝑛я
Пф.я. = 2 ∗ ∑ 𝑎𝑖я ∗ 𝑏𝑖я ∗ 10−6 = 2 ∗ 30610 ∗ 10−6 = 0.061 м2;
𝑖=1
| |
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
23
| |
Изм
|
Лист
|
№ докум.
|
Подп.
|
Дата
|
 
где nя - число пакетов в ярме; ая и bя - ширина и толщина i-го пакета пластин ярма, мм.
Активное сечение ярма, м2:
Пя = кз ∗ Пф.я. = 0,94 ∗ 0,061 = 0,057 м2;
Ширина ярма (общая толщина пакетов стержня), мм:
𝑛я
𝑏я = 2 ∗ ∑ 𝑏𝑖я = 2 ∗ 122 = 244 мм;
𝑖=1
𝑏𝑐 = 2 ∗ 140 = 280 мм;
Длина стержня, м:
𝑙с = 𝑙 + (𝑙′ + 𝑙′′) ∗ 10−3 = 0.915 + (40 + 40) ∗ 10−3 = 0.995 м;
0 0
где l'0 и l"0 - расстояния от обмотки до нижнего и верхнего ярма, мм. Расстояние между осями соседних стержней, м:
С = 𝐷′′ + 𝑎22 ∗ 10−3 = 0.4581 + 10 ∗ 10−3 = 0.4681 м;
2
Масса стали угла магнитной системы (при многоступенчатой форме сечения), кг:
𝐺у = кз ∗ 𝑉у ∗ 𝛾ст ∗ 10−6 = 0,94 ∗ 46220 ∗ 7650 ∗ 10−6 = 332,368 кг;
где Vу - объем;
gст = 7650 кг/м3 - удельный вес стали.
Масса стали стержней в пределах окна магнитной системы, кг:
𝐺′ = 𝑐 ∗ П ∗ 𝑙 ∗ 𝛾 = 0,4681 ∗ 1,206 ∗ 0,995 ∗ 7650 = 4297,05 кг;
с 𝑐 𝑐 ст
Масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма, кг:
𝐺′′ = 𝑐 ∗ (П ∗ 𝑎 ∗ 𝛾 − 𝐺 ) = 0,4681 ∗ (1,206 ∗ 0,295 ∗ 7650) − 332,368 =
𝑐 𝑐 12 ст у
941,63 кг;
Где: высота ярма, равная ширине первого пакета пластин ярма, м.
а1я = ℎя = 295 мм = 0,295 м;
Масса стали стержней, кг:
𝐺𝑐 = 𝐺′ + 𝐺′′ = 4297.05 + 941.63 = 5238.68 кг;
𝑐 𝑐
Масса частей ярм, заключенных между осями крайних стержней, кг:
| |
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
24
| |
Изм
|
Лист
|
№ докум.
|
Подп.
|
Дата
|
𝐺′ = 2 ∗ (𝑐 − 1) ∗ П ∗ 𝛾 = 2 ∗ (0,4681 − 1) ∗ 1,206 ∗ 7650 = 9814,5 кг;
я 𝑐 ст
Масса стали в частях ярм, кг:
𝐺′′ = 2 ∗ 𝐺 = 2 ∗ 332,368 = 664,736 кг;
я у
Полная масса стали в ярмах, кг:
𝐺я = 𝐺′ + 𝐺′′ = 9814.5 + 664.736 = 10479,236 кг;
я я
Полная масса стали трансформатора, кг:
𝐺ст = 𝐺с + 𝐺я = 5238.68 + 10479,236 = 15717.916 кг;
9. расчет потерь и тока холостого хода
Магнитные потери - потери в активной стали магнитной системы - составляют основную часть потерь холостого хода и могут быть разделены на потери от гистерезиса и вихревых токов. Для современной холоднокатаной электротехнической стали (3404, 3405) с толщиной 0,35 и 0,30 мм первые из них составляют до 25 ÷ 30 % и вторые до 65 ÷ 75 % полных потерь.
В практике расчетов при частоте 50 Гц обычно определяют магнитные потери, не разделяя их, и используют экспериментально установленную зависимость между индукцией и удельными потерями в стали. Эту зависимость выражают в форме потерь в единице массы стали р, Вт/кг при заданной индукции.
Индукция в стержне и ярме, Тл:
𝑈в 43.35
Вс = 4.44 ∗ П ∗ 𝑓 = 4.44 ∗ 1.206 ∗ 50 = 0.162 Тл;
𝑐
𝑈в 43.35
Вя = 4.44 ∗ П ∗ 𝑓 = 4.44 ∗ 0.057 ∗ 50 = 3.426 Тл;
я
где Пс - активное сечение стержня, м2.
Для стали 3404 толщиной 0,35 мм удельные потери в сердечнике и ярме:
Вт рс = 0,028 кг ;
Вт ря = 2,95 кг ;
Потери холостого хода, Вт:
| |
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
25
| |
Изм
|
Лист
|
№ докум.
|
Подп.
|
Дата
|
  
Р = [к ∗ к ∗ (р ∗ 𝐺 + р ∗ 𝐺′ − 4 ∗ р ∗ 𝐺 + рс+ря ∗ к ∗ 𝐺 ) + ∑ 𝑃 ∗
х пр пр с с я я я у 2 пу у стык
𝑛стык ∗ Пстык] ∗ кп.я ∗ кп.п ∗ кп.ш = [1,05 ∗ 1 ∗ (0,028 ∗ 5238,68 + 2,95 ∗
9814,5 − 4 ∗ 2,95 ∗ 332,36 + 0,028+2,95 ∗ 10,423 ∗ 332,368) + (25 + 12,5) ∗
2
1 ∗ 1,7] ∗ 1 ∗ 1,035 ∗ 1,02 = 33697,56 Вт;
где kпр = 1,05 - коэффициент увеличения удельных потерь в стали за счет внутренних механических напряжений в пластинах, возникающих при резке полосы рулона стали на пластины;
kп.з = 1 - коэффициент повышения удельных потерь, возникающих при снятии заусенцев (для отожженных пластин);
kп.у = 10,423 - коэффициент увеличения потерь в углах, зависящий от формы стыков в углах и средних стержней магнитной системы (для сталей 3404, 3405 толщиной 0,3 и 0,35 мм при шихтовке магнитной системы);
рстык - удельные потери в зоне прямого (Вс) и косого стыков (Bc/√2), Вт/м2;
Пстык - площадь зазора (стыка), принимают для прямых стыков равной активному сечению стержня Пс или ярма Пядля косых стыков, м2;
nстык - число стыков заданной формы;
kп.я = 1,0 - коэффициент увеличения потерь, зависящий от формы сечения ярма;
kп.п = 1,035 - коэффициент, учитывающий влияние прессовки стержня и ярма на потери;
kп.ш - коэффициент увеличения потерь за счет перешихтовки верхнего ярма при установке обмоток (при Sн = 630 ÷ 6300 кВА kп.ш = 1,02 ÷ 1,085; при Sн > 10000 кВА kп.ш = 1,09).
Полная намагничивающая мощность, ВА:
𝑆 = [к ∗ к ∗ (р ∗ 𝐺 + р ∗ 𝐺′ − 4 ∗ р ∗ 𝐺 + рс+ря ∗ к ∗ к 𝐺 ) +
х тр тз с с я я я у 2 ту тпл у
∑ 𝑃стык ∗ 𝑛стык ∗ Пстык] ∗ кп.я ∗ кп.п ∗ кп.ш = [1,18 ∗ 1 ∗ (0,028 ∗ 5238,68 +
| |
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
26
| |
Изм
|
Лист
|
№ докум.
|
Подп.
|
Дата
|
 
2,95 ∗ 9814,5 − 4 ∗ 2,95 ∗ 332,368 + 0,028+2,95 ∗ 41,55 ∗ 1,25 ∗ 332,368) +
2
37,5 ∗ 1 ∗ 1,7] ∗ 1 ∗ 1,035 ∗ 1,02 = 63451,31 ВА;
где qс и qя - удельные намагничивающие мощности в стержне и ярме, ВА/кг;
qстык- удельная намагничивающая мощность в зоне шихтованного стыка, ВА/м2;
kт.р = 1,18 - коэффициент, учитывающий влияние резки полосы рулона на пластины;
kт.з = 1,0 - коэффициент, учитывающий влияние срезания заусенцев; kт.п.л - коэффициент, учитывающий ширину пластины в углах магнитной
системы;
kт.я = 1,0 - коэффициент, учитывающий форму сечения ярма;
kт.п = 1,051 - коэффициент, учитывающий прессовку магнитной системы; kт.ш - коэффициент, учитывающий перешихтовку верхнего ярма
(при Sн = 630 ÷ 6300 кВА kт.ш = 1,02 ÷ 1,08; при Sн > 10000 кВА kт.ш = 1,09);
kт.у = 41,55 - коэффициент, учитывающий форму стыков в крайних и средних стержнях магнитной системы.
Относительное значение активной составляющей тока холостого хода в % от номинального тока:
𝑃х 33697,56
𝑖0𝑎 = 10 ∗ 𝑆 = 10 ∗ 320 ∗ 103 = 0,0105 %;
н
Активная составляющая фазного тока холостого хода обмотки ВН, А:
Рх 33697,56
𝐼ха = 𝑚 ∗ 𝑈2 = 3 ∗ 5,780 ∗ 103 = 1,943 А;
ф ф
Относительное значение тока холостого хода в % от номинального тока трансформатора:
𝑆х 63451,31
𝑖0 = 10 ∗ 𝑆 = 10 ∗ 320 ∗ 103 = 0,0198 %;
н
Полный фазный ток холостого хода обмотки ВН, А:
| |
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
27
| |
Изм
|
Лист
|
№ докум.
|
Подп.
|
Дата
| |
Скачать 0.97 Mb.