2020-01-14
117
5.1Определение размеров пакетов и активной площади стержня и ярма
Выбрана конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3404 толщиной 0,35 мм. Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по табл. П.12 для стержня диаметром 0,260 м без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня 8, в сечении ярма 6 (рис. 9).
Размеры пакетов в сечении стержня и ярма по табл. П.12.
| № пакета | Стержень, мм | Ярмо (в половине поперечного сечения), мм |
| 1 | 250  35
| 250  35
|
| 2 | 230 25
| 230 25
|
| 3 | 215 13
| 215 13
|
| 4 | 195 13
| 195 13
|
| 5 | 175 10
| 175 10
|
| 6 | 155 8
| 155 23
|
| 7 | 120 9
| — |
| 8 | 105 6
| — |
Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма) 0,238 м. Площадь ступенчатой фигуры сечения стержня по табл. П.21.
см2 
м2; ярма – 
см2 
м2.
Объем, угла магнитной системы
см2 
м2.
Активное сечение стержня
м2.
Активное сечение ярма
м2.
Объем стали угла магнитной системы
|
|
|
м3.
а)
б)
Рис. 9. Магнитна система трансформатора:
а)сечение стержня и ярма; б) основные размеры магнитной системы.
Длина стержня (рис. 1 и 9)
м.
где l0 и — расстояние от обмотки до верхнего и нижнего ярма (рис. 1).
Расстояние между осями стержней
м.
где 
= 0,033 – расстояние между обмотками ВН двух соседних стержней (по табл. П.7).
5.2Определение массы стержня и ярма
Масса стали угла магнитной системы
кг.
кг/м3 – удельный вес стали.
Масса стали ярм
кг.
Масса стали стержней
кг.
где 
кг;
кг.
Общая масса стали
кг.
5.3Определение потерь в стали магнитопровода
Расчет потерь холостого хода по [1].
Индукция в стержне
Тл.
Индукция в ярме
Тл.
Индукция на косом стыке
Тл.
Площади сечения немагнитных зазоров на прямом стыке среднего стержня равны соответственно активным сечениям стержня и ярма.
Площадь сечения стержня на косом стыке
м2.
Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков определяются по табл. П.22:
для стали марки 3404 толщиной 0,35 мм при шихтовке в две пластины:
при 
Тл 
Вт/кг; 
Вт/м2;
при 
Тл 
Вт/кг; 
Вт/м2;
при 
Тл 
Вт/м2;
Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне, с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев для определения потерь в магнитопроводе применим выражение:
,
где k п.д = 1,15 для трансформаторов Sн ≤ 63000 кВ·А
и k п.д = 1,2, если Sн > 63000 кВ·А.
По табл. П.23 находим коэффициент 
.
|
|
|
Тогда потери холостого хода
Вт.
Полученное значение Px составляет 
% от заданного значения.
5.4Определение тока холостого хода
Для расчета намагничивающей мощности по табл. П.24 находим удельные намагничивающие мощности:
при 
Тл; 
В·А/кг; 
В·А /м2;
при 
Тл; 
В·А/кг; 
В·А /м2;
при 
Тл; 
В·А /м2.
Для принятой конструкции магнитной системы и технологии ее изготовления используем
Намагничивающая мощность холостого хода
,
где k тр = 1,18 для отожженной стали 3404 и 3405;
k ту = 42,40 по табл. П.25;
k т.пл = 1,32 для Sн ≤ 1600 кВ·А и k т.пл = 1,2 для Sн > 1600 кВ·А.
В∙А.
Реактивная составляющая тока холостого хода
%.
Активная составляющая тока холостого хода
%.
Ток холостого хода
%, что составляет 
% от заданного i0% = 1,3% для серийного трансформатора (табл. П.2).
5.5Внешние характеристики трансформатора
Рассчитать и построить графики зависимости КПД и U2 = f(I2).
Изменение напряжения на вторичной обмотке трансформатора:
, В,
где 
0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 при 
Коэффициент мощности нагрузки задается в задании на проектирование (например 
).
.
. 
.
Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора
| ki | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 |
| U2, В | 34673,5 | 34347,1 | 34020,6 | 33694,1 | 33367,7 | 33041,2 |
| η | 0,985 | 0,988 | 0,987 | 0,985 | 0,982 | 0,980 |
| P2, кВ·А | 320 | 640 | 960 | 1280 | 1600 | 1920 |
Для номинальной нагрузки Sн = 1600 кВ∙А; Р ст = Р х = 3,645 кВт; Р меди = Р к =18,715 кВт
Рис. 10. График КПД трансформатора
Рис. 11. Зависимости вторичного напряжения U2 и выходной мощность P2 от ki.
