Порядок поверочного расчета при восстановительном периоде

Определение основных размеров. По результатам измерений при осмотре активной части трансформатора составляют эскиз магнитной системы, на котором указываются ее основные раз-

Рис.3.14. Эскиз магнитной системы трансформатора и обмоток меры . Расстояние между осями стержней С определяется

для трехфазной плоской магнитной системы

, (3.33)

для однофазной —

(3.34)

где l_яр — длина ярма; а_с — ширина средней (основной) ступени сечения стержня.

Высота окна Н (длина стержня) равна расстоянию между внутренними плоскостями верхнего и нижнего ярем в свету.

Для проверки измеренного диаметра стержня d производят его вычисление

(3.35)

где b_с — толщина основного среднего пакета.

Полная площадь ступенчатого сечения стержня П_ф является суммой сечений пакетов пластин. Активное сечение стали стержня

, (3.36)

где k_з — коэффициент заполнения ступенчатой фигуры чистой сталью (без изоляции); в зависимости от марки стали и типа изоляционного покрытия для холоднокатаной стали k_з = 0,93÷0,97.

При переизолировке стали учитывается уменьшение актив­ного сечения на 2—3%. Полученное значение П_с можно прове­рить по формуле

(3.37)

где k_кр — коэффициент заполнения площади круга с диамет­ром d площадью ступенчатой фигуры; для 5—6 ступеней k_з ≈ 0,915.

Сечение ярма определяют аналогично.

Полученные при измерениях размеры провода в трансфор­маторах отечественного производства сравнивают со стандарт­ными.

При наличии паспортных и обмоточных данных трансфор­матора и использовании старого провода (или нового тех же размеров) восстановление трансформатора не вызывает за­труднений.

При поверочном расчете параметров холостого хода опреде­ляют индукцию в стержне магнитной системы

, (3.38)

где u_н =U_ф/ω — ЭДС витка.

Чтобы убедиться в правильности расчета, полученное значе­ние индукции сравнивают с рекомендуемыми для холоднока­таной стали (1,5—1,65 Тл) в трансформаторах I—IV габаритов. Индукция в ярме В_я определяется аналогично (при ис­пользовании в формуле для В_с сечения ярма П_я).

Расчет потерь холостого хода при известных индукции и массе элементов магнитной системы и способе шихтовки (косые, прямые или комбинированные стыки) выполняется по общепринятой методике¹. Увеличение потерь вследствие перешихтовки верхнего ярма учитывается коэффициентом k_д = 1,05÷1,1. При полной перешихтовке магнитной системы k_д = 1,2÷1,25. Аналогично, влияние перешихтовки учитывается при расчете намагничивающей мощности.

Полученные при расчете значения потерь и тока холостого хода сравнивают с нормируемыми (по стандарту или техническим условиям).

Порядок расчета при ремонте по паспортным данным (об­моточные данные отсутствуют).В основу расчета должны быть положены следующие требования: обеспечение электрической прочности изоляции; обеспечение параметров холостого хода и короткого замыкания в соответствии с требованиями нормативных документов; обеспечение технических требований заказчика.

Расчет проводится по общепринятой методике. После определения основных размеров магнитной системы, по паспортным данным рассчитывают основные электрические величины (линейные и фазные токи и напряжения обмоток НН и ВН). Выбор индукции в стержне производят в соответствии с данными выше рекомендациями.

Следует иметь в виду, что завышение магнитной индукции приводит к увеличению потерь и тока холостого хода, а занижение— к затруднениям при размещении обмоток (при большем числе витков) в заданных размерах магнитной системы.

Проводится поверочный расчет параметров холостого хода.

Определяют ЭДС одного витка

(3.39)

После определения чисел витков в обмотках НН и ВН про изводят выбор типа обмоток (цилиндрические, винтовые, непрерывные) по мощности, току, напряжению обмотки и сечению витка.

Сечение витка обмоток определяют либо по рекомендуемой плотности тока ∆_ср (А/м²), либо рассчитывают по заданным потерям короткого замыкания по формулам:

для медных обмоток

(3.40)

для алюминиевых обмоток

(3.41)

Здесь k — коэффициент, учитывающий наличие добавочных по­терь в обмотках, потери в отводах, стенках бака и т. д. (для трансформаторов мощностью до 100 кВ∙А k=0,97, мощностью 160—1000 кВ∙A — 0,96—0,91); Р_к—потери короткого замыка­ния, Вт; S — номинальная мощность, кВ∙A; d₁₂=ad — средний диаметр канала обмоток НН и ВН, м; а= 1,38÷ 1,30 для обмо­ток из меди (для обмоток из алюминия — а = 1,46÷1,48).

По испытательным напряжениям обмоток производят выбор изоляционных расстояний и геометрии изоляционных промежутков. После выбора типа обмоток и изоляции проводят расчет обмоток, размещая их на стержне (с учетом заданных размеров магнитной системы). Осевой размер обмоток принимают равным Н—2l₀ (где l₀ — расстояние от торца обмотки ВН до ярма при отсутствии прессующих колец). Осевые размеры обмоток ВН и НН принимают равными. После размещения (раскладки) обмоток определяют их внутренние и наружные диа­метры и размеры в осевом и радиальном направлениях.

Проверка возможности размещения обмоток в окне магнитной системы сводится к сопоставлению рассчитанного промежутка между обмотками соседних фаз L с выбранным между- фазным изоляционным расстоянием а₂₂ (L=C—D_{нар вн} ≥ а₂₂) и расстоянием до ярма

. (3.42)

Рассчитывают массу обмоток и вычисляют потери и напряжение короткого замыкания, сравнивая их с нормированными значениями, при отклонении от которых (более чем на 5%) можно несколько изменить размеры изоляционного расстояния между обмотками a₁₂ (только в сторону увеличения) или высо­ту обмоток (если позволяют размеры изоляции и окна магнит­ной системы), или изменить ЭДС одного витка (и число вит­ков). Эти изменения требуют повторного расчета.

Тепловой расчет обмоток, как правило, выполняется в сокращенном виде. Проверяется плотность теплового потока на поверхности обмотки q (потери в обмотке, отнесенные к единице поверхности охлаждения). Для трансформаторов мощностью 100—1000 кВ∙А должно выполняться условие q ≤ 1000÷1200 Вт/м².