• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Детальне проектування трансформаторів.

3.1. Обсяг детального проектування і його послідовність.

Ціль детального проектування трансформатора – остаточний вибір стандартних(нормалізованих) елементів усіх вузлів трансформатора (магнитопровода, обмоток, бака і т.п.), а також остаточний розрахунок їхніх геометричних розмірів, маси, питомих електричних, магнітних, теплових і механічних навантажень, економічних показників.

Результати детального проектування є основними даними для остаточного визначення параметрів і характеристик спроектованого трансформатора.

Детальне проектування виконуються для варіанта, що обраний по результатам попереднього оптимизационного розрахунку (таблиця 2.11) і ставлять перед студентами ціль докладно вивчити будівлю трансформатора і методики оцінки його характеристик.

Детальне проектування включають у себе наступне:

3.1.1. Розкладку, детальне конструювання і розрахунок обмоток.

3.1.2. Розрахунок основних і додаткових втрат в обмотках.

3.1.3. Перевірочний тепловий розрахунок обмоток.

3.1.4. Розрахунок механічних напруг в обмотках.

3.1.5. Розрахунок магнитопровода і струму неодруженого ходу.

3.1.6. Тепловий розрахунок бака.

3.1.7. Економічний розрахунок.

3.2. Розкладка і детальне конструювання обмоток.

Розкладка виконуються з метою уточнення типу обмоток, визначення внутрішньої будівлі обмоток і їхніх елементів, вибору такого стандартного обмотувального проводу, що забезпечує високий коефіцієнт заповнення обмоток активним провідниковим матеріалом і мінімальні додаткові втрати. При розкладці належна бути забезпечена задана величина щільності струму ( з точністю до 2,5 % ), задане число витків W, припустимий рівень питомого теплого навантаження й електричної міцності, а також технологічність і економічність.

Послідовність розкладки циліндричних шарових обмоток.

3.2.1. Визначення фазних напруг і струмів обмоток:

Фазні напруги:

- При з'єднанні обмоток у зірку

- При з'єднанні обмоток у трикутник

Фазні струми:

- При з'єднанні обмоток у зірку ;

- При з'єднанні обмоток у трикутник ;

Лінійні струми в А:

Для обмотки ВН:

Для обмотки НН:

3.2.2. Визначення чисел витків обмоток ( на одну фазу ):

Число витків обмотки НН:

(3.1)

Отримане значення W₁ округляються до найближчому цілому числу W_1ц . При цьому уточнюється величина Вс.

Число витків обмотки ВН на одну фазу для середньої ступіні напруги:

, (3.2)

де W₂ округляється до найближчого цілого числа.

Величину W₂ необхідно визначити можливо точніше.

Перевірка коефіцієнта трансформації:

, (3.3)

Допускається відхилення отриманого значення від заданого не більш чим на 0,5%.

ДСТ 12022-76 на трансформатори потужністю до 63 ква встановлює два способи регулювання напруги:

а) Переключення відгалужень обмотки трансформатора без порушення (ПВБ), тобто. після відключення всіх обмоток трансформатора від мережі;

б) Переключення відгалужень обмоток трансформатора без перерви навантаження

( РПН ). При регулюванні з ПБВ передбачене виконання в обмотках ВН чотирьох відгалужень на +5 %, +2,5 %, -2,5 % і -5 % від номінальної напруги крім основного затиску з номінальною напругою. У цьому випадку число витків для регулювання напруги:

. (3.4)

На мал. 3.1 показана найбільше часто застосовувана в циліндричних шарових обмотках схема регулювання з ПБВ. У даній схемі регулювальні витки розташовуються в зовнішньому шарі. В запобігання несиметрії МДС по висоті обмоток і великих зусиль при коротких замиканнях витки кожної ступіні регулювання розділяються на дві послідовно з'єднані групи. Намотування регулювальних витків виробляється тим же проводом і стем же эжхз-0напрямком намотування, що й основних витків обмотки.

У трансформаторах із РПН потужністю до 630 ква зі сторони ВН напруга змінюються ступінями по 1,67 % щодо номінального на 10 %.

Тому трансформатори з РПН вимагають більшого розміру вікна, чим із ПБВ.

Більш докладно про регулювання напруги в трансформаторах викладене в [1, 5, 10].

При застосуванні ПБВ для регулювання напруги відводи виконуються зі сторони

ВН поблизу нульової крапки обмотки після витків ; ; ;

; . Число витків відповідає номінальній напрузі обмотки ВН. При визначенні чисел регулювальних витків окремих ступіней регулювання їх округляють до найближчих цілих чисел.

Малюнок 3.1

3.2.3. Розрахунок плотностей струмів в обмотках НН і ВН.

Виходячи з обраного відношення , розрахункового значення середньої щільності струму і коефіцієнта щільності струмів в обмотках і розраховується по (2.11) і (2.12).

3.2.4. Розкладка обмотки НН.

Попереднє значення площі перетину витка в мм² :

. (3.5)

Число витків у шарі обмотки:

. (3.6)

У (3.6) - число витків обмотки.

Звичайно виконується одношарова чи двошарова обмотка НН. При непарному числі кількість витків у шарі двошарової обмотки виходить дробовим, кратної половині витка. У цьому випадку перехід з одного шару в іншій розташовується зі зрушенням у 180⁰ по окружності обмотки по відношенню до розташуванню початку і кінця обмотки.

Унаслідок намотування витків по гвинтовій лінії по висоті шаруючи вимагається укласти витків. Варто враховувати також, що можливо нещільне намотування і прагнення котушки спружинить після зняття її з оправлення після намотування вимагає введення поправочного коефіцієнта, прийнятого рівним 1,03.

Обмотки трансформатора виконуються з проводу з круглою чи прямокутною формою поперечного перетину. Якщо площа перетину витка 16 мм², то застосовується провід круглого перетину. Порядок укладання обмоток із проводу з круглим поперечним перетином розглянутий на прикладі обмотки ВН (п.3.2.5). Якщо ж площа перетину

витка 16 мм², то застосовується провід із прямокутним поперечним перетином.

У випадку, якщо площа перетину витка >40–50 мм², доцільно для зменшення утрат від вихрових струмів і зручності намотування обмотки виконати перетин витка з декількох рівнобіжних проводів, сумарна площа поперечного перетину яких приблизно рівна площі поперечного перетину витка. При цьому площа перетину кожного з проводів доцільно вибирати в межах 25 - 40 мм² .

Осьовий розмір витка з проводу прямокутного перетину з ізоляцією визначається наступним образом:

. (3.7)

У (3.7) - дійсна висота котушки НН у мм, щоМ після вибору проводу належна бути близька до розрахунковій висоті обмотки , але не більш її; - осьовий розмір прямокутного проводу без ізоляції, мм; - розрахунковий розмір ізоляції провідника на одну сторону, мм.

Розрахунковий розмір ізоляції приймається на 0,1 мм більше щирого розміру для забезпечення запасу для нормального розміщення обмоток у вікні

(3.8)

де - щирий розмір ізоляції ( знаходиться по таблиці сортаменту обмотувального проводу, [ 2 ] ).

Осьовий розмір проводу без ізоляції:

. (3.9)

Радіальний розмір прямокутного проводу без ізоляції в мм:

, (3.10)

де 1,02 – враховує округлення крайок проводів прямокутного перетину, у мм².

З нормального сортаменту [ 2 ] вибирається найбільше близький до розрахунковому перетину і розмірам 'а' і 'в' провід. Якщо в сортаменті немає проводу з необхідним розміром ' а ', перетин витка можна скласти з декількох ( не більш 8 ) рівнобіжних проводів . При виборі декількох рівнобіжних проводів, необхідно, щоб радіальні розміри ' у ' цих проводів були б однаковими.

Сумарний перетин усіх провідників, що складають виток, треба бути по можливості близьким до заданому перетину , обумовленому по (3.20)

Провідники можуть намотуватися «плашмя» чи «на ребро». При намотуванні «плашмя» більший розмір проводу розташовується в осьовому напрямку. При намотуванні «на ребро»

більший розмір проводу розташовується в радіальному напрямку. Намотування «на ребро» трудомісткі і приводить до збільшенню додаткових втрат в обмотці. Тому по можливості, випливає її уникати або застосовувати тільки в тих випадках, коли

1,3 < < 3,0.

Розрахована висота обмотки належна бути на 5 – 15 мм менше заданої висоти

( Н₀ ).

Висота обмотки перевіряється по формулі:

, (3.11)

де - число рівнобіжних провідників по висоті витка.

По висоті витка може бути розташовано або провідників, або провідників (як виконано в зразковому розрахунку дійсних указівок).

Розміри обраного проводу (у мм) записуються у виді умовного дробу.

Марка проводу . (3.12)

По отриманому в результаті вибору із сортаменту перетину витка уточнюється дійсна щільність струму в обмотці в А/мм² :

. (3.13)

У (3.13) , - перетин одного провідника, мм² .

Повний радіальний розмір обмотки рівний товщині всіх шарів з радіальним розміром кожного шару плюс ширина вертикального охолодного каналу ( якщо він мається ). У випадку відсутності вертикального каналу між шарами встановлюють прокладку з электрокартона товщиною 0,5 мм. Товщина прокладки враховується при розрахунку введенням розміру .

Таким образом, якщо намотування складаються з двох шарів з каналом між ними

шириною , мм, те повна ширина обмотки у вікні (мм):

. (3.14)

Радіальний розмір обмотки без каналу, мм :

(3.15)

Для схеми 1 .

Читайте також:

1. Active-HDL як сучасна система автоматизованого проектування ВІС.
2. V. Робоче проектування та авторський нагляд.
3. VII. Етап проектування
4. VII. Етап проектування
5. Автоматизація проектування напівзамовлених ВІС.
6. Аналіз вихідних даних і постановка задач на курсове проектування
7. БЛАНК ЗАВДАННЯ НА КУРСОВЕ ПРОЕКТУВАННЯ
8. Варіантне проектування будівельного виробництва.
9. Варіантне проектування технології зведення будівель та споруд.
10. Вибір мікропроцесорного комплекту для проектування обчислювальних пристроїв і систем
11. Вибір об'єкта для проектування
12. Вибір початкових даних та елементної бази для проектування слідкуючої системи

Переглядів: 528