Расчет обмотки низкого напряжения (НН)

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 12Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Расчет обмоток трансформатора, как правило, начинается с обмотки НН, располагаемой у большинства трансформаторов между стержнем и обмоткой ВН.

Число витков на одну фазу НН:

, (5.1)

где U_ф2 - фазное напряжение обмотки НН, рассчитанное по формуле 3.6 или 3.7,В;

U_в – электродвижущая сила одного витка, В (по формуле 4.11).

Полученное значение W₂ округляется до ближайшего целого числа и может быть как четным, так и нечетным. Для трехфазного трансформатора найденное по (5.1) значение W₂ является также числом витков на один стержень.

После округления числа витков следует найти напряжение одного витка по формуле, В:

U _в = U_ф2/W₂ (5.2)

и действительную индукцию в стержне, Т_л,

(5.3)

где U _в – напряжение одного витка, В.

Для определения средней плотности тока в обмотках А/м², обеспечивающей получение заданных потерь короткого замыкания, можно воспользоваться формулами, выведенными в [1]:

для медных обмоток:

j_ср = 0,746·К _д ; (5.4)

для алюминиевых обмоток:

j_ср = 0,463·К _д ; (5.5)

Формулы (5.4) и (5.5) связывают исходную среднюю плотность тока в обмотках ВН и НН с заданными величинами: полной мощностью трансформатора S, кВ·А, потерями короткого замыкания Р_к, Вт, и величинами, определяемыми до расчета обмоток: ЭДС одного витка U _в, В, и средним диаметром канала между обмотками d₁₂, м.

Коэффициент К _д учитывает наличие добавочных потерь в обмотках, потери в отводах, стенках бака и т.д. Значения К _д могут быть взяты из таблицы 5.1.

Таблица 5.1 Значение К _д для трехфазных трансформаторов

Примечание: Для сухих трансформаторов мощностью 40 – 160 кВ·А принимать К _д = 0,99÷0,96 и мощностью 250 – 1600 кВ·А К _д = 0,92÷0,86

Значение плотности тока, полученное из (5.4) и (5.5), следует сверить с данными таблицы 5.2, где приведены ориентировочные значения практически применяемых плотностей токов. Сверка рассчитанного значения j_ср с таблицей имеет целью избежать грубых ошибок при расчете j_ср. Точного совпадения j_ср с цифрами таблицы не требуется. По этой же таблице можно выбрать среднюю плотность тока в обмотках в том случае, когда потери короткого замыкания не заданы.

Найденные по (5.4) или (5.5) значение плотности тока являются ориентировочным средним значением для обмотки ВН и НН. Плотности тока в каждой из обмоток масляного трансформатора с медными или алюминиевыми обмоток могут отличаться от среднего значения, желательно, однако, что бы не более чем на 10%. Следует помнить, что отклонение действительной средней плотности тока от найденной в сторону возрастания увеличивает Р_к и в сторону уменьшения – снижает.

В сухих трансформаторах вследствие существенного различия условий охлаждения для внутренних и наружных обмоток плотность тока во внутренней обмотке НН обычно снижают на 20-30% по сравнению с плотностью в наружной обмотки ВН. Поэтому в таких трансформаторах отклонение действительной плотности тока в обмотках от найденного среднего значения может достигать ±(15-20)%.

Таблица 5.2 Средняя плотность тока в обмотках j, МА/м², для современных трансформаторов с потерями короткого замыкания по ГОСТ

Примечание: Для трансформаторов с потерями короткого замыкания выше указанных ГОСТ возможен выбор плотности тока в масляных трансформаторах до 4,5 МА/м² в медных и до 2,7 МА/м² в алюминиевых обмотках; в сухих трансформаторах – соответственно до 3 и 2 МА/м².

Ориентировочное сечение витка обмотки, мм², может быть определено по формуле:

П₂^/ = (I₂/ј_ср)·10⁶ (5.6)

где I₂ –линейный ток обмотки НН стержня, А;

j_ср – средняя плотность тока в обмотке, А/м².

После определения средней плотности тока j_ср и сечения витка П^/ для каждой из обмоток нужно произвести выбор типа конструкции обмоток, пользуясь указаниями, таблицы А1 представленной в приложении. При выборе конструкции обмоток ВН следует учитывать также и возможность получения наиболее удобной схемы регулирования напряжения этой обмотки.

При расчете обмоток существенное значение имеет правильный выбор размеров провода. Номинальные размеры и сечения круглого провода можно взять из таблицы 5.3, а прямоугольного из таблицы А2 приложения. Если сечение провода получилось небольшим, то при выборе размера провода нужно воспользоваться таблицей А3. В обмотках из провода круглого сечения обычно выбирается провод, ближайший по площади поперечного сечения к рассчитанному сечению П^/, или в редких случаях подбираются два провода с соответствующим общим суммарным сечением. Например, если ориентировочное сечение витка обмотки получилось большим и нет возможности подобрать к нему провод из таблицы, то это сечение необходимо разделить на 2, 3 или 4 (число параллельных проводов n _{в 2}).

Таблица 5.3. Номинальные размеры сечения и изоляции круглого медного и алюминиевого обмоточного провода марок ПБ и АПБ с толщиной изоляции на две стороны 2δ =0,30 мм.

Подобранные размеры для прямоугольного провода в мм, записываются так:

Марка провода

где n _{в 2} – число параллельных проводов;

- размеры провода без изоляции, мм

- размеры провода с изоляцией, мм.

Для провода круглого сечения размер провода будет записываться как:

Марка провода

где n _{в 2} – число параллельных проводов;

- диаметр провода без изоляции, мм

- диаметр провода с изоляцией, мм.

Полное сечение витка из n _{в 2}параллельных проводов, м², определяется по формуле:

П₂ = n _{в 2}·П·10^-6, (5.7)

где П – сечение провода выбранного из таблицы, мм².

Уточненная плотность тока, А/м²

j₂ = I₂/П_2, (5.8)

где I₂ –линейный ток обмотки НН, А;

П₂ – полное сечение витка обмотки НН, м².

Число витков в одном ряду обмотки НН:

или (5.9)

где l – высота обмотки, мм;

d_из – диаметр изолированного круглого провода, мм;

в ^/– большая сторона изолированного прямоугольного провода, мм.

После расчета W_2ряд округляется до меньшего целого числа.

Число рядов обмотки низшего напряжения:

(5.10)

V₂ округляется до ближайшего большего целого числа.

Рабочее напряжение двух слоев, В,

U_мсл = 2·W_2ряд ∙ U _в (5.11)

где U _в – напряжение одного витка, В

По рабочему напряжению двух слоев по таблице 5.4 выбирается величина δ_мсл.

Таблица 5.4. Нормальная межслойная изоляция в многослойных цилиндрических обмотках

Радиальный размер обмотки НН (толщина обмотки НН, см. рис. 4.1), м:

а₂ = [ V₂ ∙d_из + δ_мсл ·(V₂ – 1)] ∙ 10^-3 (5.12)

где d_из – диаметр изолированного круглого провода (если провод прямоугольный, то берется меньшая его сторона - , мм.

δ_мсл – общая толщина кабельной бумаги в изоляции между двумя слоями

обмотки (таблица 5.4).

Внутренний диаметр обмотки НН, м

Д_2в =d + 2·а₀₁ ∙ 10^-3 (5.13)

гдеd - диаметр стержня, м.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США