Метод за проектиране на силови трансформатори



страница1/7
Дата18.12.2018
Размер1.85 Mb.
#107684
  1   2   3   4   5   6   7
МЕТОД ЗА ПРОЕКТИРАНЕ НА СИЛОВИ ТРАНСФОРМАТОРИ

При съвременния начин на проектиране на трансформатори се различават три главни етапа на изчисляване:а) предварителни изчисления и разработки, б) теоретично определяне на главните размерни електромагнитните натоварвания на трансформаторите, в) окончателно изчисляване на трансформатора.

При предварителните изчисления въз основа на уточненото вече техническо задание се изчисляват основните електрически величини (фазни и линейни напрежения и токове, стъпални напрежения и др.), избира се конструктивната схема на трансформатора (тип на магнитопровода, тип и разположение на намотките, схема на регулиране и др.), избират се активните и изолационните материали, ако не са определени от проектното задание, избират се изолационните разстояния в съответствие с изпитвателните напрежения, типа и схемата на свързване на намотките, схема на регулация и т. н. В някои случаи може да се наложи и предварителна конструктивна разработка на отделни елементи от конструкцията на трансформатора.

При втория етап на изчисляване се определят по аналитичен път главните размери и електромагнитните натоварвания на един (или няколко) варианта в очакваната област на оптимума.

При третия етап на изчисляване въз основа на теоретично определените размери на трансформатора се избират най-близките стандартни и нормализирани размери на неговите конструктивни елементи, изгражда се електрическата, магнитна и охладителна система на трансформатора в съответствие с производствените изисквания и се проверяват окончателно технико-икономическите характеристики на трансформатора (загуби, напрежение на к. с., ток на празен ход, електродинамична устойчивост, прегрявания на намотките и маслото, маси на активните и конструктивните материали и себестойност на трансформатора). При необходимост главните размери и електромагнитните натоварвания се коригират. Спазването на последователността на горните етапи на изчисление осигурява най-малък обем от изчислителна работа и води до най-обосновано решение от технико-икономическа гледна точка.


  1. ПРЕДВАРИТЕЛНИ ИЗЧИСЛЕНИЯ

1.1 Основни електрически величини

Номиналната мощност на двунамотъчен трансформатор е привидната мощност, посочена в табелката му. Тя е равна на произведението от номиналното напрежение, номиналния ток и фазовия множител, който при еднофазните трансформатори е равен на единица, а при трифазните трансформатори —на √3. Приема се, че двете намотки имат една и съща номинална мощност, равна на номиналната мощност на трансформатора S . За еднофазни трансформатори :


S = U1.I1.10-3 = U2.I2.10-3 , kVA , (1-1)

а за трифазни трансформатори :


S = √3U1.I1.10-3 = √3U2.I2.10-3 , kVA (1-2)

където U1,U2, V и I1, I2, А са съответно линейните напрежения и токове на първичната и вторичната намотка.

Мощността на трифазните трансформатори може да се изрази и чрез съответните фазни напрежения Uф1, Uф2, V и фазни токове I ф1, I ф2 , а на намотките:
S = 3Uф1.Iф1.10-3 = 3Uф2.Iф2.10-3, kVA. (1-3)

Номинални напрежения и токове са тези, за които са оразмерени намотките.

Между фазните Uф и линейните Uл напрежения съществуват следните зависимости:

при намотка, свързана в звезда или зигзаг:

; (1-4)

при намотка, свързана в триъгълник :

Uф = Uл (1-5)

Между фазните и линейните токове съществуват зависимостите:

при намотка, свързана в звезда или зигзаг:

Iф= Iл (1-6)

при намотка, свързана в триъгълник:

(1-7)

Линейният ток на дадена намотка на трифазен трансформатор независимо от свързването на намотките се определя по формулата:

, A (1-8)

За фазното напрежение Uфi на дадена намотка i е в сила зависимостта:

, V (1-9)

където

- f е честотата на тока, Hz;



- w1- брой на навивките на намотката;

- kzi - коефициентът на намотката, отчитащ наличие в намотката на последователно съединени клонове, напреженията на които са дефазирани;

при съединение звезда и триъгълник kzi = 1, a при равнораменен зигзаг kzi = = 1,155;

- Ba - индукцията в ядрото, Т;

- Sa - активното сечение на ядрото, dm2.

Напрежение, индуктирано в една навивка от намотката (навивково напрежение) е :

, V (1-10)
1.2 Електромагнитни натоварвания

Под електромагнитни натоварвания на активните материали се разбират магнитните индукции в ядрото Ва и ярема Вb и плътността на тока в намотките j.

Индукцията в ядрото Ва може да се определи от (1-10):

, T (1-11)

По същата формула може да се определи н индукцията в ярема, ако в (11) вместо Sa се замести Sb - активното сечение на ярема, dm2.

Отношението на индукциите Ва и Bb е равно на отношението на активните сечения на ярема Sb и ядрото Sa и се означава като коефициент на усилване на сечението на ярема:

(1-12)

Плътността на тока в дадена намотка се определя с формулата

(1-13)

където

- Iф е фазният ток на намотката;



- Q - сечението на една електрическа навивка от намотката (провеждащо пълния фазен ток);

- m = mклmп - общият брой на паралелните проводници на електрическата навивка;

- mкл - броят на паралелно съединените клонове на намотката;

- mп - броят на паралелните проводници в един клон от намотката;

- q - сечението на единичните паралелни проводници от сечението на електрическата навивка.

Средно аритметичната стойност на плътностите на тока в двете намотки е

(1-14)

Електромагнитните натоварвания на активните материали оказват съществено влияние върху технико-икономическите характеристики на трансформатора. С оглед да се намали разходът на активните материали е целесъобразно тези натоварвания да бъдат по-високи. Обаче повишаването на индукцията в магнитопровода води до големи загуби и ток на празен ход, прегрявания на магнитната система и поява на силно изразени висши храмонични в намагнитващия ток. Увеличените плътности на тока водят до увеличени загуби на късо съединение и високи прегрявания на намотките.

В изчислителната практика са установени гранични стойности, респ. оптимални граници на изменение на електромагнитните натоварвания на трансформаторите в зависимост от вида на електротехническата стомана, проводникoвия материал, начина на охлаждане и др. Тези стойности са дадени в таблици 1 и 2.

Таблица 1 Препоръчителни стойности на магнитната индукция B,T в ядрата на маслени и сухи трансформатори


Вид на електротехническата стомана

Маслени трансформатори

Сухи трансформатори

студено валцувана

1.45-1,70

1,2—1,5

горещо валцувана

1,20—1,45

1,0-1.2

Таблица 2 Ориентировъчни стойности на средната плътност на тока jср A/mm2 , в намотките на трансформаторите


Мощност

S,kVA


до 100

160 - 400

630 - 1600

Материал на

намотките



мед

алуминий

мед

алуминий

мед

алуминий

Маслени

трансформатори



 2.2-2.8

 1.3-1.7

 2.2-2.8

 1.5-1.7

 2.3-2.8

1.5-1.75

Сухи

транформатори 



вътрешна

намотка


 1.5 - 2.0

 1.0 - 1.3

 1.5 - 2.0

 1.2 - 0.8

 1.3 - 2.0

 0.8 - 1.2




външна

намотка


 1.9 - 2.4

 1.3 - 1.8

 1.8 - 2.3

 1.3 - 1.7

 1.8 - 2.3

 1.3 - 1.7

Каталог: files -> files
files -> Р е п у б л и к а б ъ л г а р и я
files -> Дебелината на армираната изравнителна циментова замазка /позиция 3/ е 4 см
files -> „Европейско законодателство и практики в помощ на добри управленски решения, която се състоя на 24 септември 2009 г в София
files -> В сила oт 16. 03. 2011 Разяснение на нап здравни Вноски при Неплатен Отпуск ззо
files -> В сила oт 23. 05. 2008 Указание нои прилагане на ксо и нпос ксо
files -> 1. По пътя към паметник „1300 години България
files -> Георги Димитров – Kreston BulMar
files -> В сила oт 13. 05. 2005 Писмо мтсп обезщетение Неизползван Отпуск кт


Сподели с приятели:
  1   2   3   4   5   6   7




©obuch.info 2023
отнасят до администрацията

    Начална страница