Первинна обмотка

Кратність струму термічної стійкості апарату , являє собою відношення струму термічної стійкості до діючого первинного струму, задається у вхідних даних. Приймаємо коефіцієнт запасу в термічної стійкості

Густина струму у номінальному режимі:

Відповідно до густини струму термічної стійкості переріз первинної обмотки:

Для номінального режиму переріз знаходимо аналогічно:

За розрахункове значення перерізу первинної обмотки приймаємо більше із і , тоді . Остаточне значення перерізу первинної обмотки вибираємо шину за сортаментом . Обрано алюмінієву шину прямокутного перетину зі сторонами a₁=4 мм, b₁=28 мм.

Приймаємо переріз первинної обмотки

1.1.2. Вторинна обмотка

Вторинна обмотка виконується із круглого проводу марки ПСД. При номінальному вторинному струмі використовують провід діаметром . Приймаємо кратність струму вторинної обмотки . Найбільший струм вторинної обмотки:

Переріз провода вторинної обмотки:

Враховуючи значення перерізу проводу вторинної обмотки густина струму короткого замикання:

Значення тому обмотку можна вважати термічно стійкою.

1.1.3. Розрахунок числа витків первинної обмотки

Магніто-рушійно сила первичної обмотки

1.2. Розрахунок розмірів первинної обмотки

Визначення діаметру первинної обмотки виконується за теоремою Піфагора, знаючи розміри проводів і товщину ізоляції. Односторонню товщину буферної ізоляції можна прийняти

Рис.1. – Ескіз первинної обмотки

1.3. Розрахунок головної ізоляції трансформатора з литою ізоляцією

Приймаємо напруженість робочого поля при робочій напрузі . Головна ізоляція розраховується наступним шляхом:

Радіус зовнішньої поверхні ізоляції:

При розрахунку напруженості між двома коаксіальними поверхнями приймаємо – найбільша робоча напруга.

Напруженість електричного поля на дільниці вікна магнітопроводу від первинної обмотки до верхнього (нижнього) ярма:

Напруженість електричного поля на дільниці вікна магнітопроводу між первинної і вторинною обмоткою при номінальній напрузі:

Визначення висоти вікна магнітопроводу:

Напруженості електричного поля на розрахункових ділянках при іспитовій напрузі U_и=32 кВ:

Розраховане значення не перевищує 10 кВ/мм.

1.3.1. Визначення висоти котушки вторинної обмотки

,

де Δ_2я=3 мм – ізоляційний проміжок від торця котушки до ярма.

Кількісті витків у вторинній обмотці:

Визначення кількості витків у шарі вторинної обмотки:

,

де значення округлюється до найближчого цілого числа, тоді приймаємо . Кількість шарів вторинної обмотки:

Приймаємо кількість шарів вторинної обмотки

Сумарна товщина ізоляції вторинної одношарової обмотки:

, де

– товщина ізоляції між вторинною обмоткою і магнітопроводом;

=0,5 мм – толщина изоляции наружной поверхности вторичной обмотки

= 0,3 мм – толщина изоляции между слоями вторичной обмотки

Товщина вторинної обмотки:

Розмір вікна магнітопроводу по ширині:

Було прийнято b₀=45 мм

1.4. Попередній розрахунок розмірів магнітної системі трансформатору

Оптимальне значення перерізу магнітопроводу визначаються на ЕОМ. Для цих розрахунків необхідно завчасно визначити початкові значення ширини і висоти магнітопроводу.

Розрахунок активного перерізу магнітопроводу виконується для кількох номінальних кратностей первинного струму: , - номінальна гранична кратність первинного струму. Похибки, що відповідають кратності струму приймаємо 0.03 %, що відповідає трансформатору класу точності 1.0, для кратності струму граничної кратності струму похибка 0.015 %, для номінальної граничної кратності струму похибка 0.07 %. Процес знаходження оптимального перерізу магнітопроводу – ітераційний

1.4.1. Перша ітерація

Середня довжина магнітопроводу для першої ітерації:

Коефіцієнт , залежить від первинного струму і типу ізоляції

Напруженість магнітного поля

По кривій намагнічування сталі 3411 знайденим напруженостям відповідають магнітні індукції:

Повний, активний та індуктивний вторинного кола опори:

При розрахунку активного перерізу враховують коефіцієнти для режиму номінальної граничної кратності і для кратностей номінального режиму, розраховують кратність вторинного струму, відповідно до похибок трансформатору при різних кратностях первинного струму

У якості дійсного значення площі перерізу для наступної ітерації приймаємо найбільше з отриманих значень

Висоту магнітопроводу вибирають згідно до відношення:

, коефіцієнт заповнення перерізу магнітопроводу сталлю приймаємо , тоді

вибираємо висоту магнітопроводу

Ширина магнітопроводу

Прийнято Т_м=0.0107 м

Перевіряється активний опір вторинної обмотки при температурі :

Повний опір вторинного кола:

1.4.2. Друга ітерація

Середня довжина магнітопроводу для другої ітерації:

Напруженість магнітного поля

По кривій намагнічування сталі 3411 знайденим напруженостям відповідають магнітні індукції:

Повний, активний та індуктивний вторинного кола опори:

При розрахунку активного перерізу враховують коефіцієнти для режиму номінальної граничної кратності і для кратностей номінального режиму, розраховують кратність вторинного струму, відповідно до похибок трансформатору при різних кратностях первинного струму

У якості дійсного значення площі перерізу для наступної ітерації приймаємо найбільше з отриманих значень

Висоту магнітопроводу вибирають згідно до відношення

, коефіцієнт заповнення перерізу магнітопроводу сталлю приймаємо , тоді

вибираємо висоту магнітопроводу

Ширина магнітопроводу

Прийнято Т_м=0.01650 м

Перевіряється активний опір вторинної обмотки при температурі

Повний опір вторинного кола:

Результати розрахунку третій ітерації практично не відрізняється від другої тому результати розрахунку приведені в таблиці 2

Уточнення активного перерізу магнітопроводу

1.4.2. Третя ітерація

Середня довжина магнітопроводу для другої ітерації:

Напруженість магнітного поля

По кривій намагнічування сталі 3411 знайденим напруженостям відповідають магнітні індукції:

Повний, активний та індуктивний вторинного кола опори:

При розрахунку активного перерізу враховують коефіцієнти для режиму номінальної граничної кратності і для кратностей номінального режиму, розраховують кратність вторинного струму, відповідно до похибок трансформатору при різних кратностях первинного струму

У якості дійсного значення площі перерізу для наступної ітерації приймаємо найбільше з отриманих значень

Висоту магнітопроводу вибирають згідно до відношення

, коефіцієнт заповнення перерізу магнітопроводу сталлю приймаємо , тоді

вибираємо висоту магнітопроводу

Ширина магнітопроводу

Прийнято Т_м=0.73779 м

Повний опір вторинного кола:

Результати розрахунку третій ітерації практично не відрізняється від другої тому результати розрахунку приведені в таблиці 2

Таблиця 2 - Результати розрахунків магнітної системи трансформатору струму

№
1.	0.55	0.03	0.54	0.181	33,71	0,73	0,0000413	0.0001597	0.0129	0.0183	0.0156	0.0107	0,181	0.016	0.4
3,0	0.015	3.99		1,46	0,00000503
	0.07	9.99		1,71	0,0001597
2.	0.55	0.03	0.54	0.362	16,85	0,3	0,000011148	0.0004186	0.02099	0.02968	0.02671	0.01650	0,362	0.086	0.4
3.0	0.015	3.99	50,56	1,0	0.00022447
	0.07	9.99		1.7	0.00041869
3.	0.55	0.03	0.54	0,360	16,9	0.29	0.00012685	0.00042353	0.00044582	0.000,89164	0.00060415	0.73779	0,360	0.090	0.4
3.0	0.015	3.99		1,1	0.00020407
	0.07	9.99		1.68	0.00042353

1.5. Ваговартість витраченого матеріаллу

Густина провідникового матеріалу вторинної обмотки:

- для алюмінієвого дроту

Середня довжина витку вторинної обмотки:

Маса провідникового матеріалу вторинної обмотки:

Вартість провідникового матеріалу вторинної обмотки, рахуючи 1 кг алюмінію 10 грн.

Густина провідникового матеріалу первинної обмотки:

для мідного дроту

Середня довжина витку первинної обмотки:

Маса провідникового матеріалу первинної обмотки:

Вартість провідникового матеріалу первинної обмотки, рахуючи 1кг міді 12 грн:

Повна вартість провідника трансформатору:

Для прямокутної системи маса та вартість сталі:

- густина електротехнічної сталі

Повна вартість активних матеріалів:

Результати розрахунків магнітопроводу приведені у таблиці 3.

Таблиця 3 - Результати завчасного розрахунку трансформатора

			Сталь 3411

Дата добавления: 2015-08-31