Силовой масляный трансформатор ТДН – 18000/150

Рис. 2 Разрез обмоток в  окне магнитопровода трансформатора с  нерасщепленной обмоткой НН

4. Диаметр стержня магнитопровода:

= (м),

- коэффициент осевого поля  рассеяния;

- индукция в стержне (предварительно)

-коэффициент заполнения площади  круга стержня магнитопровода  активной сталью.

5. Средний диаметр канала между обмотками:

 

где - коэффициент, учитывающий толщину бандажей, прессующих стержень магнитопровода; - изоляционное расстояние от стержня до обмотки НН.

6. Ширина регулировочной обмотки:

 

7. Межосевое расстояние между центрами разных фаз:

8. Высота  обмотки:

9. Высота  окна магнитопровода:

,

где - высота емкостного кольца обмотки ВН совместно с прилегающим к обмотке каналом; -изоляционный промежуток от обмотки до верхнего и нижнего ярма магнитопровода; - высота, необходимая для размещения устройств, прессующих обмотки.

10. Масса электротехнической стали магнитопровода:

 

где - плотность электротехнической стали; - коэффициент увеличения площади сечения ярма по сравнению с площадью сечения стержня. 

11. Удельные  потери в стали магнитопровода:

  ,

где - коэффициенты, определенные для стали марки 3407 толщиной 0,3 мм для диапазона индукции в стали

12. Активные потери холостого хода (полные потери в стали магнитопровода):

  ,

где - коэффициент, учитывающий увеличение активных потерь в стали в зависимости от конструкции и технологии изготовления магнитопровода.

13. Удельная намагничивающая мощность в стали, ВАР/кг:

,

где .

14. Удельная намагничивающая мощность в стыках, ВАР/м :

  ,

где .

 Величина коэффициентов зависит от марки стали и индукции в стержне магнитопровода и в зоне рабочей индукции может быть принята постоянной и равной указанным значениям.

15. Реактивные потери хх (полная намагничивающая мощность):

 

где - коэффициент, учитывающий увеличение реактивных потерь в стали в зависимости от конструкции и технологии изготовления магнитопровода; - количество стыков в схеме шихтовки трехфазных трансформаторов плоской стержневой конструкции с косым стыком. 

16. Ток холостого  хода трансформатора, %

  %

17. Средняя плотность тока в обмотках:

 

где - удельное сопротивление провода при 75°С, 3,65×10^-8 Ом×м – для алюминиевого провода; - коэффициент, учитывающий добавочные потери короткого замыкания, создаваемые магнитным полем рассеяния трансформатора.

18. Масса обмоточного провода:

  ,

где - плотность обмоточного провода, - для медного провода; - коэффициент, учитывающий увеличение массы обмоточного провода за счет регулировочной обмотки (РО).

19. Экономически приведенная к стали масса активных материалов:

  ,

где - оптовая цена провода; - оптовая цена электротехнической стали; - коэффициент увеличения массы обмоточного провода за счет изоляции; - для алюминиевого провода.

20. Удельная оптовая цена трансформатора:

  ,

где

21. Цена трансформатора:

 

22. Приведенные затраты:

где - нормативный коэффициент эффективности дополнительных капиталовложений; - норма амортизационных отчислений от стоимости трансформатора; - стоимость электроэнергии, рассчитанная на двухставочного тарифа при средней продолжительности максимальной нагрузки для понижающих трансформаторов 5300 час/год; - продолжительность включения трансформатора.

23. По графику определяем β_опт

β_опт=1,5

Д_ст=0,495

24. Для диаметров стержней силовых трансформатор принят стандарт , который содержит нормализованные диаметры и из которого выбираем наиболее близкое Д_ст.

Д_стн=0,5

25. Уточняем β_опт

β_оптн==1,56

 

3. Построение  и расчет активного  сечения стержня  магнитопровода.

 

1. Расчет  геометрического сечения стержня.

Поперечное сечение  стержня имеет вид симметричной ступенчатой фигуры, вписанной в  окружность диаметром  (рис.3)

Расчет геометрического  сечения стержня представлен  в таблице 3.

Таблица 3

Расчет  геометрического  сечения стержня

2. Активное сечение стержня:

,

где - коэффициент заполнения пакета сталью, зависящий от толщины покрытия стали.

3. оэффициент заполнения площади круга:

- сечение стержня спроектировано  рационально. 

 

4. Расчет напряжения одного витка, количества витков, напряжений и токов на всех ответвлениях обмотки.

 

1.  Предварительное  значение напряжения одного витка:

,

где - предварительное значение индукции в стержне. 

2.  Количество  витков в обмотке НН:

,

где при соединении фаз обмоток НН в треугольник. 

3.  Уточненное  значение напряжения одного витка:

 

4.  Уточненное  значение индукции в стержне:

 

5. Номинальное фазное напряжение обмотки ВН:

 

6.  Количество  витков обмотки ВН на основном  ответвлении:

 

7.  Фазное  напряжение на одной ступени  регулирования:

,

где  

8. Количество  витков в одной ступени регулирования

W_ступ = , 

9. Количество  витков на любой ступени регулирования

 

W_{ВН_N_ступ} = W_{ВН_ном}  ± N_ступ × W_cтуп   , 

где  N_ступ – номер ступени регулирования, принимающий положительные и отрицательные значения N_ступ = ± 9, для номинального ответвления N_ступ = 0.

W_{ВН_N_ступ} = 1375+0*24 = 1375 

10. Номинальный фазный ток обмотки ВН

 

11.  Номинальный  фазный ток обмотки НН:

 

5. Выбор типа и расчет параметров обмоток трансформатора.
1. Исходные данные для выбора типа и расчета параметров обмоток.
1. Высота обмотки

Н_{обм о} = Н_обм = 1,5 м

2. Плотность тока

j_o = j = 1,61 * 10⁶ А/м²

3. Число параллельных ветвей обмотки

m_в=1

4. Предельные величины

• Минимальная высота провода h_{пр. min} = 4,75*10^-3 м;

• Максимальная высота провода h_{пр. max} = 19,5*10^-3 м;
• Максимальная ширина провода b_{пр. max} = 5,6*10^-3 м;
• Минимальная ширина провода b_{пр. min} = 1,25*10^-3 м;
• Минимально допустимое отношение высоты провода к его ширине
• ;
• Максимально допустимое отношение высоты провода к его ширине
• ;
• Максимальное количество параллельных проводов на параллельную ветвь обмотки

n_{пар. max} = 8;

• Добавочные потери от осевого поля рассеяния

[P_доб.ос %] = 15% для алюминиевой.

5. Величины, определяемые конструктивными факторами:

• коэффициент усадки обмоток при сушке k_ус = 0,1;