Выпрямленное напряжение холостого хода

Выпрямленное напряжение холостого хода рассчитывается по формуле:

                                                  ,                                 (1)

где U_d – номинальное выпрямленное напряжение

u_k –напряжение короткого замыкания

=3650,3 В.

Средняя мощность выпрямленного тока

Средняя мощность выпрямленного тока вычисляется по формуле:

где I_d –номинальный выпрямленный ток

3650,3·1700·10^-3 = 6205,5 кВт.

Номинальная мощность первичной обмотки

Номинальная мощность первичной обмотки определяется по следующей формуле:

                                                                                                         (2)

где k_P –коэффициент, зависящий от схемы выпрямленного агрегата; (k_P =1,05)

6205,5·1,05 = 6515,8 кВА.

Номинальное фазное напряжение обмотки высокого напряжения

Номинальное фазное напряжение обмотки высокого напряжения (сетевой) для схемы Δ определяется из соотношения U_1ф = U₁, следовательно U_1ф =35 кВ.

Номинальное фазное напряжение обмотки низкого напряжения

Номинальное фазное напряжение обмотки низкого напряжения (вентильной) определяется по формуле:

                                                                                                         (3)

где k_U –коэффициент, зависящий от схемы выпрямительного агрегата и схемы соединения обмотки низкого напряжения трансформатора; при мостовой схеме выпрямления и схеме соединения фаз обмотки звездой k_U = 2,34.

1560 В.

Номинальный фазный ток обмотки высокого напряжения

Номинальный фазный ток обмотки высокого напряжения рассчитывается по формуле:

                                                                                                    (4)

62 А.

Номинальный фазный ток обмотки низкого напряжения

Номинальный фазный ток обмотки низкого напряжения определяется по формуле:

                                                                                                       (5)

где коэффициент, зависящий от схемы выпрямительного агрегата и схемы соединения обмотки низкого напряжения; при мостовой схеме выпрямления и соединении обмоток низкого напряжения звездой 0,816.

1387,2 А.

Предварительное число витков обмотки низкого напряжения

Предварительное число витков обмотки низкого напряжения определяется исходя из значений фазного напряжения обмотки и напряжения, приходящегося на один виток u_в/в. Выбор значения u_в/в производим по кривой (см. стр.9 [1]) в зависимости от номинальной мощности трансформатора. При этом предварительное число витков обмотки низкого напряжения составит;

.

Вторичная обмотка низкого напряжения в преобразовательных трансформаторах выполняется с параллельными ветвями, поэтому необходимо, чтобы число витков было чётным и делилось без остатка на число катушек в одной параллельной группе, которое также должно быть чётным.

При S₁ = 6515,8 кВА получаем u_в/в = 45 В/вит;

34,67.

Принимаем w₂ =35 витков

При окончательном расчёте обмотки низкого напряжения возможно потребуется корректировка витков w₂, а затем и витков w₁ с соответствующей корректировкой предыдущего расчёта.

44,6 В/вит.

Предварительное число витков обмотки высокого напряжения

Предварительное число витков обмотки высокого напряжения определяется по формуле:

785,2.

Принимаем 785 витков.

Намагничивающие силы обмоток

Первой определяем намагничивающую силу обмотки высокого напряжения, по формуле:

48670 А.

Далее рассчитываем намагничивающую силу для обмотки низкого напряжения.

48237 А.

В результате результирующая сила получается:

96907 А.

Расчёт высоты стержня

Высоту стержня определяем по формуле:

                                                                                                                (6)

где А_с –линейная нагрузка стержня; определяется по графику, в зависимости от номинальной мощности (см. стр. 10 [1]) трансформатора и напряжения первичной обмотки.

При S₁ = 6515,8 кВА получаем А_с = 780 А/см

124,2 см.

Расчёт диаметра стержня

Расчёт диаметра стержня производится по формуле:

                                                                                     (7)

В_с – магнитная индукция в стержне; выбирается в зависимости от марки стали и мощности трансформатора; для трансформаторов данного класса В_с = 1,55 – 1,65 Тл;

k_с – коэффициент заполнения стали; выбирается в зависимости от толщины листов и марки стали k_с =0,93 – 0,97;

k_кр – коэффициент заполнения круга; зависит от диаметра стержня и мощности трансформатора k_кр = 0,85 – 0,92.

Для уменьшения расхода стали диаметр стержня принимают стандартным (по нормам СЭВ).

43,6 см.

Принимаем d_с = 45 см.

Известно, что E₁ = 4,44f₁·w₁·Ф или E₁ = 4,44f₁·w₁·В_с· Q_c. Если f₁ и E₁ постоянные величины, а В_с выбирается при расчёте, то w₁  и Q_c могут изменятся в широком диапазоне. Так, например увеличение w₁ приводит к уменьшению Q_c и наоборот.

Сталь на порядок дешевле материала обмоток, поэтому в силовых трансформаторах данные габаритов масс стали обычно больше массы меди в 2 – 4 раза. При этом в оптимально спроектированных трансформаторах имеется следующее соотношение высоты и диаметра стержня:

В нашем случае 2,76 что удовлетворяет требованиям.