Техническое задание на проектирование Тип трансформатора Полная мощность трансформатора, кВА Число фаз Частота сети, Гц Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения (ВН), В Номинальное напряжение обмотки низшего напряжения (НН), В Схема соединения обмоток Схема соединения обмотки ВН Схема соединения обмотки НН Способ охлаждения Напряжение короткого замыкания, % Ток холостого хода, % Потери короткого замыкания, Вт Потери холостого хода, Вт 1.1. Основные электрические величины 1.1.1. Число стержней трансформатора 1.1.2. Мощность одной фазы трансформатора, кВА 1.1.3. Номинальный линейный ток обмотки ВН, А 1.1.4. Номинальный линейный ток обмотки НН, А 1 1.1.5. Фазный ток обмотки ВН, А Так как 1.1.6. Фазный ток обмотки НН, А Так как 1.1.7. Фазное напряжение обмотки ВН, В Так как 1.1.8. Фазное напряжение обмотки НН, В Так как 1.1.9. Испытательное напряжение для обмотки ВН, В ([1] табл.2) 1.1.10. Испытательное напряжение для обмотки НН, В ([1] табл.2) 1.2. Данные конструктивного исполнения 1.2.1. Предварительные значения плотности тока в обмотках, А/мм ([1]табл. 2 10) Для меди: 2 Для алюминия: 1.2.2. Предварительные значения сечений витка обмоток ВН, мм 2 Для меди: Для алюминия: 1.2.3. Предварительные значения сечений витка обмоток НН, мм 2 Для меди: Для алюминия: Данные конструктивного исполнения Типы обмоток и материалы проводов 1.2.4. Предварительный выбор возможных типов обмоток ВН(табл.5) При Подходит один тип обмотки: "Цилиндрическая многослойная из провода прямоугольного сечения" 1.2.5. Материал обмоток можно выбирать из: "Медь", "Алюминий" 3 Предварительный выбор возможных типов обмоток НН(табл.5) Подходит один тип обмотки: "Винтовая одно-, двух- и многоходовая из провода прямоугольного сечения" 1.2.6. Материал обмоток можно выбирать из: "Медь", "Алюминий" Тип обмотки ВН(табл.5) Тип обмотки НН(табл.5) Материал провода обмотки ВН Материал провода обмотки НН Коэффициент канала рассеяния 1.2.7. Размерное соотношение, м 1.2.8. Ширина приведенного канала рассеяния Дополнительные данные необходимые для дальнейшего расчета -отношение активного сечения стержня к площади круга с диаметром 4 -коэффициент Роговского -соотношение между основными размерами тт -индукция в стержне 1.2.9. Активная составляющая напряжения короткого замыкания, % 1.2.10. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, % 1.2.11. Диаметр стержня 1.2.12. Уточним значение β 1.2.13. По принятому размеру , пользуясь (табл.11) определим геометриче- ское сечение стержня, м^2 1.2.14. Принимается коэффициент заполнения и толщина листа пакета 0.3 мм ([1],табл 9) 1.2.15. Сечение стали стержня, м^2 1.2.16. ЭДС витка, В 1.2.17. Для медных обмоток вспомогательный коэффициент равен 5 1.2.18. Средний диаметр стержня между обмотками НН и ВН, м 1.2.19. Высота окна под обмотку, м 1.3. Расчет обмоток 1.3.1. Число витков на фазу при номинальном напряжении 1.3.2. Уточняется напряжение одного витка, В 1.3.3. Действительная индукция в стержне, Т 1.3.4. Удельные электрические сопротивления проводов при 75С 1.3.5. Средняя плотность тока в обмотке НН, А/м^2([1],табл. 18) 1.3.6. Полученное значение сопоставляется с рекомендуемой плотностью тока([1],табл. 10) Сечение витка, м^2 Размеры провода 6 АПБД х 1 х х 71.136*10^-6 1.3.7. Уточненная плотность тока 1.3.8. Число катушек на одном стержне в случае когда каналы выполнены между всеми катушками 1.3.9. При постоянном числе витков обмотки НН подбирается такое целое число катушек которое обеспечило бы целое число витков в катушке. 1.3.10. Уточненное число витков в катушке 1.3.11. Проверяем высоту обмотки с каналами между всеми катушками 1.3.12. Радиальный размер обмотки 1.3.13. Ширина канала между обмоткой и стержнем устанавливается в соответствии с табл.3, м 7 1.3.14. Внутренний диаметр обмотки НН, м 1.3.15. Наружный диаметр обмотки НН, м 1.3.16. Внутренний диаметр обмотки ВН, м Обмотка высшего напряжения 1.3.17. Число витков при номинальном напряжении 1.3.18. Число витков на одну ступень регулирования 1.3.19. Число витков на ответвлениях 1.3.20. Средняя плотность тока в обмотке ВН 1.3.21. Ориентировочное сечение витка АПБД х 1 х х 37.178*10^-6 8 1.3.22. Плотность тока 1.3.23. Число катушек на одном стержне 1.3.24. Уточненная высота обмотки 1.3.25. Радиальный размер обмотки 1.3.26. Наружный диаметр обмотки ВН 1.4. Уточненные значения необходимые для расчёта режима короткого замыкания и холостого хода 1.4.1. Ширина канала 1.4.2. Средний диаметр между обмотками высшего и низшего напряжений 1.4.3. Соотношение между основными размерами трансформатора 1.4.4. Изоляционные расстояния между обмотками принимается по табл. (3,4) 9 1.4.5. Полная высота окна Н с учётом изоляции устанавливается по высоте катушек 1.4.6. Коэффициент, устанавливающий соотношения между основными размерами 1.4.7. Полученное значение сравниваем с ранее принятым 1.4.8. Данное значение меньше 10%, значит отсутствуют арифметические ошибки 1.4.9. Расстояние между осями соседних стержней 1.4.10. По таблице 4: 1.4.11. Длинна магнитопровода, м 1.4.12. Расстояние между крайними витками с током обмоток НН и ВН, м 1.4.13. Отношение размеров и 1.4.14. Коэффициент рассеивания 10 1.4.15. Коэффициент, учитывающий отклонение реального поля от идеального 1.4.16. Коэффициент учёта неравномерного распределения витков по высоте 1.4.17. Коэффициент для расчёта добавочных потерь 1.4.18. Коэффициент, учитывающий добавочные потери от вихревых токов, вызванных собственным магнитным полем рассеяния обмоток 1.5. Массы и активные сопротивления обмоток 1.5.1. Средний диаметр обмоток, м 1.5.2. Полная длина провода в катушках, м 1.5.3. Объём всех проводников, м^3 11 1.5.4. Масса обмотки НН и ВН, кг 1.5.5. массовая плотность для меди 1.5.6. Активное сопротивление обмоток при расчётной температуре, Ом 1.6. Массы и активные сопротивления отводов 1.6.1. Общая длинна проводов в отводах при принятом сечении отвода, м Для соединения обмоток "звезда" Для соединения обмоток "треугольник" 1.6.2. Объём всех отводов, м^3 1.6.3. Масса отводов, кг 1.6.4. Активное сопротивление отводов при расчётной температуре, Ом 12 1.7. Параметры короткого замыкания 1.7.1. Основные потери в обмотках 1.7.2. Основные потери в отводах 1.7.3. Определим потери в стенках бака и других стальных конструкциях 1.7.4. Полные потери короткого замыкания 1.7.5. Сравниваем полученное значение P.кз с Р.к-установленном в задании 1.7.6. Напряжение короткого замыкания-активная составляющая 1.7.7. Реактивная составляющий 1.7.8. Полное напряжение КЗ, % 13 1.7.9. Сравним полученное значение с u.к, установленным в ТЗ 1.7.10. Действующее значение установившегося тока КЗ 1.7.11. Коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую 1.7.12. Мгновенное максимальное значение тока КЗ 1.7.13. Допустимая продолжительность протекания тока КЗ 1.7.14. Температура обмотки 1.7.15. Время достижения температуры 250, для медных обмоток 1.7.16. Радиальная механическая сила на одну обмотку 14 1.7.17. Осевая сила 1.7.18. Дополнительная осевая сила 1.7.19. Максимальная сжимающая сила 1.7.20. Напряжение на сжатие в проводниках обмоток 1.8. Масса участков магнитной системы 1.8.1. Усреднённое значение удельной массовой плотности стали, кг/м^3([1],c 38) 1.8.2. По принятому размеру D0 ([1],табл 11)определяем: -геометрическое сечение ярма, м^2 -объем угла, м^3 -высота ярма, м 1.8.3. Масса угла, кг 1.8.4. Масса стержней, кг 15 1.8.5. Масса ярм, кг 1.8.6. Активное сечение ярма, м^2 1.8.7. Масса стали, кг 1.8.8. Суммарная масса активных материалов, кг 1.9. Магнитная цепь и параметры холостого хода 1.9.1. Магнитная индукция в стали стержня сердечника, Т 1.9.2. Магнитная индукция в стали ярма, Т 1.9.3. Магнитная индукция в углах, Т 1.9.4. Средняя индукция в косом стыке, Т 1.9.5. Удельные магнитные потери электротехнической стали марки 3405 с толщиной листа 0,3 мм ([1],табл 19), Вт/кг -По индукции в стержнях -По индукции в ярме 16 1.9.6. Коэффициенты увеличения потерь для углов с прямыми Kпр и косыми Kк стыками, по значению индукции в углах Bу([1],табл 20) Устанавливаются коэффициенты Число углов с прямыми стыками листов([1],стр 41) Число углов с косыми стыками листов([1],стр 41) 1.9.7. Коэффициент, учитывающий добавочные потери в магнитопроводе 1.9.8. При отжиге листов([1],стр 41) 1.9.9. Потери холостого хода (в стали магнитопровода), Вт 1.9.10. Полученное значение потерь сравнивается с Px, указанным в ТЗ Отклонение расчетной величины от нормированной не превышает +15%, что допустимо по ГОСТ 11920-85 1.9.11. Удельные намагничивающие потери([1],табл 19), В*A/кг - По индукции в стержнях - По индукции в ярме 1.9.12. Удельные намагничивающие мощности, В*A/м^2([1],табл 19) -По средней индукции в косом стыке 17 -По индукции в стержне для прямого стыка стержня -По индукции в ярме для прямого стыка ярма 1.9.13. Коэффициенты, учитывающие увеличение намагничивающей мощности в углах с прямыми и косыми стыками, по значению индукции в углах By([1],табл 20) Устанавливаются коэффициенты 1.9.14. Для трех-стержневого трансформатора ([1],стр 42) 1.9.15. Суммарная намагничивающая мощность для всех стыков, В*A 1.9.16. Устанавливается коэффициент K`2([1],стр 42) -При отжиге листов 1.9.17. Намагничивающая мощность всей магнитной системы, В*A 1.9.18. Относительное значение тока холостого хода, % 1.9.19. Полученное значение тока холостого хода сравнивается с установленным в ТЗ, % 18 Отклонение расчетной величины от нормированной не превышает +15%, что допустимо по ГОСТ 11920-85 1.9.20. Относительное значение активной составляющей тока 1.9.21. Относительное значение реактивной составляющей тока 1.10. Коэффициент полезного действия трансформатора при номинальной нагрузке 1.10.1. Принимаем в качестве первичной обмотки обмотку ВН, в качестве вторичной обмотки обмотку НН Коэффициент нагрузки при номинальном режиме ([1],стр 43) 1.10.2. Коэффициент мощности нагрузки ([1],стр 43) 1.10.3. Суммарные потери трансформатора принимаются равными сумме потерь холостого хода и потерь короткого замыкания, Вт 1.10.4. Изменение напряжения в процентах номинального вторичного напряжения, % Отклонение расчетной величины от нормированной не превышает +- 10 %, что допустимо по ГОСТ 1516.1-87 1.10.5. Напряжение на выводах вторичной обмотки, В 1.10.6. Коэффициент полезного действия, % 19 1.10.7. Максимальное значение коэффициента полезного действия, % 1.10.8. Коэффициент нагрузки, при котором η=ηmax 20
