tính toán thiết kế máy biến áp điện lực, chương 3 pdf

Chương 3: xác định Lực cơ học
Lực hướng kính tác dụng lên một trong hai dây quấn :
)(
.

10.2610 ).(628,0
'2
262
max
N
af
Suk
kiF
R
xn
rr




38,51)1(
5
100
.41,1)1(
100
.41,1
5/15,1.
/.






ee
u
k
XR
uu
n
n
)(10.712,194
047,0.50
33,133.5.38,51
10.26
3
2
2
NF
r


ứng suất kéo tác dụng lên tiết diện sợi dây dẫn :

3
.
.
.
.
2
XM
T

F
r
r




Trong đó :
206,0
176,0.4,1
4600
.95,0.93,0.38,51.10.244,0
.
10.244,0
66


Aa
P
kkkM
n
rfnCu
Điều kiện :
2
/(60 mMN

Lập bảng các đại lượng :


1,2 1,8

2,4
3,0 3,6

4
X 
1,047 1,158 1,245 1,316 1,377
XXA /401,351/
1

335,63 303,46 282,252 267,022 255,19
3
22
2
.09,68. XXA 
74,64 91,300 105,54 117,922 129,11
2
21T
X.AX/AG 
410,27 394,27 387,79 384,79 384,30
0
33
1
.977.229. XXB 
263,95
2
357,11
7
443,805 524,145 600,46
3
22

2
.968,34. XXB 
38,332 48,89 54,20
1
60,561 66,304
2
2
3
1G
X.BX.BG 
302,28
4
406,00
7
498,006 584,706 666,76
7
GTFe
GGG 
712,55
4
800,27
7
885,796 969,49
6
1051,06
7
TTt
G.295,1G.p 
531,29
9

510,58
0
502,188 498,303 487,67
0
GGG
G.251,1G.p 
378,15
7
507,91
5
623,01 731,46
7
834,12
6
G.pG.p(25,1P
G
GTt0


1136,82 1273,11
9
1406,49
8
1537,21
3
1652,24
5
TTT
G.775,1G.q 
728,23 699,83 688,33 683,00

2
682,13
3
GGG
G.675,1G.p 
506,32
6
680,062 834,160 979,38
3
1116,83
2
GGTTC
G.qG.qQ 
1234,556 1379,89
2
1522,49 1662,38
5
1798,95
4
3
0
.74,21 XG 
24,952 33,759 41,95
3
49,548 56,762
0f
G.71Q 
1771,592 2396,88
9
2978.66

3
3517,90
8
4030,10
2
2
.0198,0 XT
T

0,022 0,0266 0,030
7
0,0343 0,0375
T
TQ .12800

281,6 340,48 391,6
8
439,04 480
)QQQ(2,1Q
fc 

3287,74
8
4117,26
1
4892,83
3
5619,33
3
6309,05

6
)S.10/(Qi
x0

0,822 1,03 1.23 1,40 1,58
2
1dq
X/CG 
310,48
8
253,81
2
219,587 196,52
9
179,50
3
dqdqdqFe
G.95,1G.k.k 
605,45
2
494,93
3
428,195 382,23
2
350,03
dqdqFeFe
'
td
G.k.kGC 
1318,00

6
1295,2
1
1313,99
1
1351,72
8
1401,9
7
dq
G/1.10.219,42
6

2,4.10
6
2,65.10
6
2,85.10
6
3,012.10
6
3,15.10
6
3
r
X.123,0
0,141 0,191 0,237 0,280 0,321
XXAd .176,0.



0,151 0,167 0,179 0,190 0,198
d.4,1d.ad
12

0,211 0,234 0,251 0,266 0,277
 /d.l
12
0,552 0,408 0,329 0,279 0,242
+Với giới hạn P
0
=920 W 6,2



+Với giới hạn i
0
=1,5%


6,3;2,1

+Trị số  =2,068 ứng với C
’
tdmin
Ta chọn giá trị =2,068 thoả mãn tất cả các tiêu chuẩn đặt ra.
1.3 Các kích thước chủ yếu :
1/ Đường kính trụ sắt :
)(211,0068,2.176,0
4
4

mAd 

Chọn đường kính tiêu chuẩn gần nhất : d
đm
=0,22
Tính l
ại trị số 
đm
:

44,2
176,0
22,0
4
4
















A
d
dm
dm

2/ Đường kính trung bình của rãnh dầu giữa hai dây quấn :
1210112
.2.2 aaadd
dm
 (2-77)
+
)(021,0019,0.1,1
3
.
21
11
m
aa
ka 

 ; Trong đó : k
1
=1.1 và
019,0
3
21


aa
+ a

01
=1,5 cm
+ a
12
=2,7 cm
cmd 9,317,21,2.25,1.222
12

3/ Chiều cao dây quấn :
cm
d
l
dm
0516,41
44,2
9,31.
.
12




Tiết diện thuần sắt của trụ :
)(038,0
4
22,0.
.813,0
4
.
.

4
.

2
22
m
d
k
d
kkT
dm
ld
dm
cdT



Điện áp một vòng dây : )(5,13038,0.6,1.50.44,4 44,4 VTBfu
TTv

Phần II. Tính toán dây quấn.
2.1 Tính dây quấn HA.
1. Số vòng dây một pha của dây quấn HA: W
1
=
v
t
U
U
1

Trong đó +U
t1
là điện áp trên một trụ của dây HA:
U
t1
= U
f1
= 230,94 (V)
+U
v
= 13,5 (V) - Điện áp một vòng dây.
 W
1
=
5,13
94,230
=17,1 18(vòng)
Tính l
ại điện áp một vòng dây
U
v
=
18
94,230
= 12,83 (V)
Cường độ từ cảm thực trong trụ sắt là :
B
t
=
t

v
Tf
U
44,4
=
038,0.50.44,4
83,12
= 1,5208 (T)
2. Mật độ dòng điện trung bình.
Sơ bộ tính theo công thức: 
tb
= 0,746.k
g
.
12
.
Sd
UP
vn
10
4
( A/m
2
)

tb
= 0,746 . 0,93 .
318,0.400
83,12.4600
.10

4
= 2,689 .10
6
( A/m
2
)
3. Tiết diện vòng dây sơ bộ:
T
'
1
=
tb
t
I

1
=
tb
f
I

1
=
6
10.689,2
844,360
= 134,216.10
-6
(m
2

) = 134,216 (mm
2
)
Ch
ọn kết cấu dây quấn, dựa theo Bảng 38:
Với S = 250 KVA ; I
t
= 360,844 (A) ; U
1
= 0,4 ( KV)
T
'
1
= 134,261 (mm
2
)
Ch
ọn kết cấu dây quấn hình xoắn mạch đơn dây dẫn bẹt. ( H.5) .
Với ưu điểm là độ bền cơ cao, cách điện boả đảm, làm lạnh tốt.
hv
Hình 5.
4. Chiều cao sơ bộ mỗi vòng dây:
h
v1
=
4W
l
1
1


- h
r1
Trong đó: + h
r1
là kích thước hướng trục của rãnh dầu giữa các
bánh dây: Bảng 54a: Lấy h
r1
= 4(mm)
+ l
1
: Chiều cao dq HA: l
1
= 39,634cm = 0,39634 (m)
+ W
1
= 36 (vòng)
h
v1
=
4
36
39634,0

- 0,004 = 0,006m = 6 (mm)
 h
v1
< 0,0165m ( 16,5mm) do đó dùng dây quấn hình xoắn
mạch đơn.
5. Căn cứ vào h
v1

và T
'
1
chọn dây dẫn theo Bảng 21:
- Chọn số sợi chập song song là : m
v1
= 6
- Tiết diện sợi dây : 23,4(mm
2
)
-
Kích thước dây dẫn: b.
6,6.2,4
2,6.8,3
; 23,4
6. Tiết diện mỗi vòng dây:
T
1
= n.v
1
. T
d1
. 10
-6
= 6 . 23,4 . 10
-6
= 140,4 . 10
-6
(m
2

)
7. Mật độ dòng điện thực:

1
=
1
1
T
I
=
6
10.4,140
844,360

= 2,57 . 10
6
( A/m
2
) = 2,57 (MA/m
2
)
8. Chiều cao dây quấn:
Dây dn hình xon mch n hoán v ba ch, gia các
bánh dây u có rãnh du
l
1
= b’ . 10
-3
. (W
1

+ 4 ) + k. h
r1
( W
1
+ 3 ) . 10
-3
l
1
= 6,6. 10
-3
( 36 + 4 ) + 0,95 . 4 ( 36 + 3 ) 10
-3
= 0,412 (m)
Trong đó: + b’ = 6,6(mm)
+ W
1
= 36 (vòng)
+ h
hr
= 4 (mm)
+ k = 0,95: h
ệ số kể đến sự co ngót của tấm đệm sau khi ép chặt
cuộn dây.
9. Bề dầy của dây quấn:
hv
hr
hv
a’
a1
b

a
1
=
n
n
1v
a’ . 10
-3
=
1
6
. 4,2 . 10
-3
=25,2.10
-3
= 0,0252 (m)
V
ới dây quấn hình xoắn mạch đơn : n =1.
10. Đường kính trong của dây quấn HA:
D
'
1
= d + 2a
01
= 0,17 + 2. 0,004 = 0,178 (m)
11. Đường kính ngoài của dây quấn:
D
"
1
= D

'
1
+ 2a
1
= 0,178 + 2. 0,0252 = 0,228 (m)
12. Bề mặt làm lạnh của dây quấn:
M
1
= 2.t .k .. (D
'
1
+ a
1
) ( a
1
+ b
’
. 10
-3
) .W
1
(m
2
)
+ k : H
ệ số kể đến bề mặt dây quấn bị tấm dệm che khuất lấy k =
0,75
+ t : S
ố trụ tác dụng : t =3
M

1
= 2.3.0,75.3,142 ( 0,178 + 0,0252) ( 0,0252 + 6,6 .10
-3
) =
0,091 (m
2
)
13. Trọng lượng đồng dây quấn HA:
G
cu1
=t .
2
.
"
1
'
1
DD
W
1
.T
1

cu
= 28 t .
2
.
"
1
'

1
DD
W
1
.T
1
. 10
3
=28 . 3.
2
228,0178,0

.36.140,4.10
-6
.10
3
= 86,188(Kg)