Курсовй проект по расчету трансформатора Украина. КУРСАЧ ТРАНСФИК. Розрахунок основних електричних величин 6 Попередній розрахунок трансформатора з використанням еом 8

• Название: Розрахунок основних електричних величин 6 Попередній розрахунок трансформатора з використанням еом 8
• Анкор: Курсовй проект по расчету трансформатора Украина
• Дата: 09.05.2023
• Размер: 308.14 Kb.
• Имя файла: КУРСАЧ ТРАНСФИК.docx
• Тип: Розрахунок; #1117933
• страница: 2 из 6

2. Попередній розрахунок трансформатора з використанням ЕОМ

При учбовому курсовому проектуванні ставиться задача розрахунку оптимального варіанту трансформатора, що задовольняє умовам Держстандарту, тобто такого, що має параметри, вказані в проектному завданні. Оптимальним вважається трансформатор, що буде мати мінімальну вартість, що визначається в основному вартістю його активних матеріалів (активної частини) – електротехнічної сталі і проводу обмоток.

Той самий трансформатор може бути спроектований при різноманітних співвідношеннях між витратою сталі магнітопроводу та проводу обмоток. При цьому зі зменшенням перерізу сталі буде зростати число витків обмоток і навпаки, унаслідок чого буде змінюватися і вартість активної частини. При визначеному перерізі магнітопроводу ця вартість буде мінімальною. Визначення цього оптимального перерізу і є метою попереднього розрахунку.

2.1 Визначення оптимального варіанту

Після отримання роздруківки результатів розрахунку на ЕОМ, вибираємо оптимальний варіант зі значенням: Кs = 0,65 яке більше всього відповідає заданій потужності трансформатора.

Значення розрахованих величин для оптимального варіанту:

Кs = 0,65;

dопт – оптимальний діаметр стержня (dопт = 14 см);

l – висота обмоток (l = 36,341 см);

L – відстань між вісями сусідніх стержнів (L = 28,14 см);

Jопт – марка сталі (Jопт = 1 );

Tопт – тип стиків (Tопт = 2);

ср – середня густина струму ( ср =1,70748 А/мм2 );

Усі дані беруться з Додатка Б.

3. Перевірочний розрахунок оптимального трансформатора

Перевірочний розрахунок проводиться для знайденого за допомогою ЕОМ оптимального діаметра стержня dопт, відповідної висоти обмоток L, марки сталі Jопт, типу стиків Топт та середньої густини струму ср. Усі інші величини уточнюються в процесі розрахунку.

3.1 Вибір типу обмоток

Тип обмотки може бути вибраний за її номінальним значенням напруги, струму та потужності.

З [1] вибираємо для низької сторони двошарову циліндричну обмотку з прямокутного проводу, для високої сторони – багатошарову циліндричну обмотку з круглого проводу. Обрані обмотки відповідають номінальним величинам напруги, струму та потужності трансформатора, що проектується.

3.2 Розрахунок обмотки НН

Обмотка НН розташована ближче до стержня магнітопроводу і розрахунок завжди починається з неї.

Пс = ПфсКз, (3.1)

де Пфс – площа ступінчатої фігури стержня, що відповідає діаметру d і яка визначається з табл.1.1 [1] (Пфс = 141,5 cм2 );

Кз – коефіцієнт заповнення ступінчатої фігури активною сталлю, який визначається з [1] для обраної марки сталі Jопт.(Кз = 0,97).

Активний переріз стержня:

Пс = 141,5 0,97 = 137,255 (см2).

ЕРС одного витка обмотки:

uв = 4,44fВсПс10-4, (3.2)

де Вс – робоча індукція в стержні (Вс = 1,56 Тл).

uв = 4,44501,56137,25510-4 = 4,75 (В).

Визначаємо кількість витків обмотки:

w1 = U1фн103 /uв, (3.3)

w1 = 0,4103 /4,75 = 48.836.

Округлюємо w1 до 50 витків.

Густина струму в обмотці НН, при якій будуть забезпечені задані в ній втрати при допустимому нагріві:

1доп = 1,05ср, (3.4)

1доп = 1,051,71=1,796 (А/мм2).

Необхідний переріз витка:

П1тр = I1фн /1доп, (3.5)

П1тр = 230.94 /1,796 = 128,622 (мм2).

Розрахунок двошарової циліндричної обмотки НН. Ця обмотка складається з двох котушок (шарів), які намотуються одним, двома або декількома паралельними проводами. Обидва шари з’єднуються між собою послідовно. Внутрішня котушка намотується або безпосередньо на бакелітовий циліндр, або на букові рейки, прокладені між циліндром і витками котушки. В першому випадку, на відміну від другого, внутрішня поверхня цієї котушки не контактує з маслом, тобто не охолоджується. Між шарами за допомогою вертикальних рейок утворюється осьовий масляний канал для охолодження.

Всі витки цієї обмотки мають однаковий середній діаметр. Якщо необхідний переріз витка перевищує найбільший з існуючих перерізів

стандартних проводів, то обмотку доводиться намотувати декількома паралельними проводами, причому ці проводи розташовуються один над одним так, що їх середній діаметр, а відповідно, і їх загальна довжина, будуть однаковими. Зазвичай усі проводи у витку беруться однаковими, тоді вони будуть мати однакові опори і струми в них будуть однаковими, що і є необхідним при роботі трансформатора.

Розрахунок обмотки зводиться до вибору розмірів та кількості стандартних проводів і розмірів самої обмотки.

Кількість витків в одному шарі:

wсл1 = w1 /2 = 50 /2 = 25. (3.6)

В силових масляних трансформаторах зазвичай застосовується провід з нормальною товщиною ізоляції 2 = 0,5.

Необхідна висота витка для отримання обмотки висотою l:

, (3.7)

(мм).

В загальному випадку виток може складатися з nв1 паралельних проводів. Розрахунок слід починати з nв1 = 1 як для самого простого випадку. Якщо при цьому не вдається підібрати один стандартний провід необхідної висоти та перерізу, то переходять до варіанту nв1 = 2 і т.д.

Необхідна висота одного проводу:

– з ізоляцією

, (3.8)

– без ізоляції

(мм), (3.9)

(мм).

З таблиці 2.1 [1] видно, що стандартний алюмінієвий провід з таким розміром однієї сторони існує і він буде остаточним варіантом.

Остаточно вибираємо один провід з розмірами: b = 3 (мм), а = 11,2 (мм), Ппр = 33,1 мм2,

записуємо їх у вигляді:

АПБ . (3.10)

Дійсне значення висоти витка і його переріз:

hв1 = nв1b, (3.11)

hв1 = 43,5 =14 (мм),

П1 = nв1Ппр, (3.12)

П1 = 433,1 = 132,4 (мм2).

Дійсна висота обмотки:

l1 = 0,1hв1(wсл1 + 1) + 1, (3.13)

l1 = 0,114(25 + 1) + 1 = 37,4 (см),

де 1 см враховує технологічний допуск при виготовленні обмотки.

Дійсна густина струму в обмотці:

1 = І1фн /П1 (3.14)

1 = (А/мм2).

Дійсна висота l1 та густина струму 1 обмотки не повинні відрізнятися від значень l та 1доп попередніх значень більш ніж на 5 %.

Відхилення значення густини струму:

, (3.15)



Бачимо, що отримана похибка знаходиться в межах норми.

Відхилення значення висоти обмотки:

, (3.16)

.

Радіальний розмір обмотки:

а1 = 0,2а + а11, (3.17)

а1 = 0,211,7 + 0,55 = 2,89 (см),

де а11 – ширина каналу між шарами (а11 = 0,55 см).

Внутрішній та зовнішній діаметри обмотки:

D1 = d + 2a01, (3.18)

D1 = 14 + 20,4 = 14,8 (см).

D1 = D1 + 2a1, (3.19)

D1 = 14,8 + 22,89 = 17,69 (см).

Повна площа поверхні охолодження обмотки (усіх фаз), намотаної на рейки (обидва шари охолоджуються з двох сторін):

П01 = 6К(D1+ D1)l110-4, (3.20)

П01=60,753,14(14,8 +17,69)37,410-4 = 1,718 (м2).

де К – коефіцієнт, який враховує перекриття частини поверхні обмотки рейками та іншими ізоляційними деталями (К = 0,75 ).