Масса металла обмоток трансформаторов

Прием черного и цветных металлов 8 968 326-31-25 САО Клязьминская улица

Черный и цветной металл.Вывоз лома от 100 кг. 8 968 326-31-25

Таблица/калькулятор Сколько меди и алюминия в высоковольтном силовом масляном трансформаторе ТМ — 400/6-0,4

Высоковольтные силовые масляные трансформаторы марки ТМ

Трансформаторам присваивается обозначение, состоящее из букв и цифр. Буквы в типах масляных и сухих трансформаторов обозначают:

О — однофазный трансформатор
Т — трехфазный трансформатор
Н — регулирование напряжения трансформатора под нагрузкой
Р — с расщепленными обмотками; по видам охлаждения:
С — не включаемая самовентиляция трансформатора естественно-воздушное
М — самовентиляция циркуляция воздуха и масла

См.страницу:Разведка копа заброшенных железных дорогах Москвы.

Д — включаемая принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла
ДЦ — включаемая принудительная циркуляция воздуха и масла
MB — включаемая принудительная циркуляция воды и ‘естественная циркуляция масла
Ц-включаемая принудительная циркуляция воды и масла.
С в обозначении тип показывает, в этом трансформаторе 3 обмотки.

Все данные можно узнать на бирке трансформатора масляного и ни где не искать информацию.

На фото б/у трансформаторы ТМ — 400/6-0,4

Трансформаторы ТМ — 400/6-0,4
Сколько меди и алюминия в высоковольтном силовом масляном трансформаторе ?

Номинальная мощность, кВА 400

Номинальное напряжение на стороне ВН, кВ 6

Номинальное напряжение на стороне НН, кВ 0,4

Схема соединения:
У/Ун-0 (звезда-звезда), Д/Ун-11 (треугольник-звезда), У/Zн-11 (звезда-зигзаг)

Климатическое исполнение и категория размещения: У1, УХЛ1

Допустимая температура эксплуатации:от -45 до +40 °С (У1), от -60 до +40 °С (УХЛ1)

Материал обмоток:Алюминий (алюминиевый), медь (медный)

Нормативные документы:ГОСТ 11677, ГОСТ 30830, ГОСТ Р 52719-2007, МЭК – 76

Вес-масса 1850 кг. руками не утащить.

Данные на ТМФ 400/10

Алюминий и алюминиевые сплавы 1 сорта 33 кг. алюминий 3-го сорта 133 кг,

Вес-масса 1850 кг. руками не утащить.

Масло не считаем. Остальное легко высчитывается.

Классификация:

Цифры в наименовании указывают на мощность трансформатора (в киловольт-амперах), в знаменателе — класс напряжения обмотки ВН (в киловольтах), например: ТМ-100/6 — трехфазный, с масляным охлаждением и естественной циркуляцией, мощностью 100 кВ-А, напряжением 6 кВ; ТД-10000/110 — трехфазный, с дутьевым охлаждением, мощностью 10 000 кВ-А, напряжением ПО кВ; ТДТ-20 000/110 — трехфазный, трехобмоточный, с дутьевым охлаждением, мощностью 20 000 кВ-А, напряжением ПО кВ; ТС-630/10 — трехфазный, сухого исполнения, мощностью 630 кВ-А, напряжением 10 кВ.

В обозначении автотрансформатора добавляют букву А. Если автотрансформатор понижающий, то буква А стоит в начале обозначения, если повышающий — в конце.

Сколько меди и алюминия в высоковольтном силовом масляном трансформаторе ТМ 630/10

Вывезти или утащить проблематично, разобрать тоже.

Меди и алюминия в нем достаточно, но вот как с разборкой его на части (резка,разделка,слив масла, обжиг от изоляции и т.д.)

алюминий и медные сплавы:

Источник

Масса металла обмоток, кг, может быть найдена по формуле

Наружный диаметр обмотки НН, м

Ширина канала а₀₁ между обмоткой НН и стержнем определяется из условий изоляции обмотки по табл.15.

где С – число активных (несущих обмотки) стержней трансформатора; Д_ср – средний диаметр соответствующей обмотки, м; W – число витков обмотки; П – сечение витка, м 2 ; γ₀ — удельный вес материала провода, кг/м 2 .

=

Для медного провода γ_м = 8900 кг/м 3 , а для алюминиевого γ_А = 2700 кг/м 3 .

Подставляя p и реальное значение γ₀, получаем для медного провода

2. Расчет обмотки высокого напряжения (ВН)

Расчет обмотки ВН начинается с определения числа витков, необходимого для получения номинального напряжения для напряжений всех ответвлений. Число витков при номинальном напряжении определяется по формуле

Число витков на одной ступени регулирования напряжения при соединении обмотки ВН в звезду

где ∆U – напряжение на одной ступени регулирования обмотки или разность

напряжений двух соседних ответвлений, В;

U_в – напряжение одного витка обмотки, В.

Число витков на одной ступени регулирования напряжения при соединении обмотки ВН в треугольник

Обычно ступени регулирования напряжения выполняются равными между собой, чем обусловливается также и равенство числа витков на ступенях. В этом случае число витков обмотки на ответвлениях:

верхняя ступень напряжения: W₁ = W_н1 + W_p;

при номинальном напряжении: W_н1;

нижняя ступень напряжения: W_н1 — W_p.

В процессе проектирования трансформатора студент должен самостоятельно выбрать схему размещения регулировочных ответвлений.

Часто применяемые схемы размещения регулировочных ответвлений в трансформаторах с ПБВ (без возбуждения) могут иметь три схемы: с ответвлениями близ нейтрали (рис.4,а), оборотную (рис.4,б) и прямую (рис.4,в). Поскольку схемы всех фазных обмоток трехфазного трансформатора одинаковы, на рисунке показана одна фаза каждой схемы.

Рис. 4. Схема фазных обмоток с регулировочными ответвлениями

трансформаторов с ПБВ: а — вблизи нейтрали, б – оборотная, в – прямая

В схеме с регулировочными ответвлениями близ нейтрали для получения того или иного напряжения нейтраль звезды получают соединением соответствующих ответвлений фазных обмоток, например:

Х₁ -У₁ – Z₁; Х₂ — У₂ – Z₂; Х₃ -У₃ – Z₃; и т.д. в зависимости от их количества. При пяти ответвлениях в первом соединении содержится наибольшее количество витков (+5%), в третьем – номинальное и в пятом – наименьшее (-5%). Во втором и четвертом соединении получаются промежуточные ступени, соответственно +2,5% и – 2,5%.

Для переключения ответвлений трехфазного трансформатора используют один трехфазный переключатель. Схему с регулированием близ нейтрали применяют в трансформаторах мощностью до 630 кВ∙А включительно.

Оборотная схема отличается от предыдущей тем, что регулировочная часть обмотки геометрически расположена не на ее краю (торце), а в средней части.

Одна из особенностей работы оборотной схемы состоит в том, что при переходе с одной ступени на другую отключаются витки, расположенные в средней части обмоток, а не на их концах.

Поэтому магнитное равновесие между первичной и вторичной обмотками нарушается меньше и осевые усилия между ними уменьшаются. Другой особенностью оборотной схемы является взаимно противоположное направление намотки верхней и нижней частей обмотки (одна левая, другая правая).

В случае ошибочного применения однонаправленной намотки каждой из частей их ЭДС имели бы встречное направление и результирующая ЭДС обмотки была бы близка к нулю. Оборотную схему применяют в основном в трехфазных трансформаторах мощностью 1000 – 1600 кВ∙А, напряжением до 10 кВ.

Прямая схема имеет регулировочные ответвления в середине фазных обмоток – в «разрыве». Обе половины обмоток симметричны. Соединяя между собой зажимы тех или иных ответвлений фазных обмоток, получают желаемую ступень напряжения. Так, при соединении зажимов А₂ – А₃, В₂ – В₃ и С₂ – С₃ получают первую ступень (+5%); А₃ – А₄, В₃ – В₄ и С₃ – С₄ — II ступень (+2,5%); А₄ – А₅, В₄ – В₅, С₄ –С₅ – номинальную III ступень; А₅ – А₆, В₅ – В₆ и С₅ – С₆ – IV ступень (-2,5%); А₆ – А₇, В₆ – В₇ и С₆ – С₇ – V ступень (-5%).

При применении прямой схемы на трехфазных трансформаторах мощностью до 6300 кВ·А и напряжением 6-35 кВ устанавливают по одному трехфазному переключателю, на трансформаторах большей мощности – по одному однофазному переключателю на каждую фазу.

Регулировочные ответвления на обмотках ВН служат обычно для поддержания напряжения у потребителей электрической энергии на одном уровне при колебаниях нагрузки. У понижающих трансформаторов при необходимости повысить или понизить напряжение на вторичной стороне НН следует на первичной стороне ВН переходить соответственно на меньшее или большее число витков. Поддержание стабильного напряжения при постоянно изменяющейся нагрузке при необходимости перерыва нагрузки и ручном управлении переключателями чрезвычайно затруднительно, так как требует много времени и не может быть автоматизировано.

Для повышения гибкости и удобства управления крупными электрическими сетями и системами большое значение имеет возможность регулирования напряжения трансформаторов без перерыва нагрузки и отключения трансформатора от сети при дистанционном ручном или автоматическом управлении, т.е. регулирования под нагрузкой (РПН). В соответствии с потребностью в трансформаторах РПН ГОСТ предусмотрен их выпуск наряду с трансформаторами без регулирования напряжения.

В данной курсовой работе необходимо рассчитать трансформатор с ПБВ.

Осевой размер обмотки ВН l₁ принимается равным ранее определенному осевому размеру обмотки НН l₂.

Плотность тока, А/м 2 , в обмотке ВН предварительно определяется по формуле

Сечение витка обмотки ВН, мм 2 , предварительно определяется по формуле

По этому сечению и сортаменту обмоточного провода для трансформаторов (см.табл.18) подбирается провод подходящего сечения или в редких случаях два параллельных одинаковых провода, с диаметрами провода без изоляции d₁ и провода в изоляции , мм. Подобранные размеры провода записываются так:

Марка провода х n_в1 х , мм,

где n_в1 – число параллельных проводов.

П₁ = n_в1П ∙ 10 -6 ,

где П — сечение одного провода, мм 2

Полученная плотность тока, А/м 2

Число витков в одном ряду обмотки ВН

W_1ряд =

(W_1ряд – округляется до ближайшего меньшего целого числа).

(V₁ – округляется до ближайшего большего целого числа)

Рабочее напряжение двух слоев, В,

По рабочему напряжению двух слоев по табл. 20 выбирается число слоев и общая толщина δ_мсл кабельной бумаги и изоляции между двумя слоями обмотки.

Радиальный размер обмотки ВН а₁, м, (толщина обмотки ВН) по (рис. 3)

Внутренний диаметр обмотки ВН, м

Изоляционное расстояние между обмотками НН и ВН выбирается по тал. 9 для масляных трансформаторов и табл. 10 для сухих трансформаторов.

Наружный диаметр обмотки ВН, м

По формулам (14) и (15) определяется масса металла обмоток ВН для медного или алюминиевого провода согласно индивидуального задания на курсовую работу.

Для обмотки ВН ее средний диаметр, м

Д_ср1 =

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

welder’s блог

Расчет Трансформаторов

Запись опубликовал welder · 6 марта, 2010

Выкладываю свой метод расчета мощности трансформатора и расчета обмоток.

На рисунках ниже, указано где нужно замерять размеры железа

На рисунках а, б, в и г, нарисованы соответственно Ш, ШЛ, П и ПЛ-тип исполнения железа трансформаторов.

a — ширина керна на котором намотана обмотка,

c — толщина керна (набора пластин),

b — ширина окна,

h — высота окна.

Добавил рисунок для железа ОЛ-типа (тороиды).

a — ширина керна, a=(D-d)/2

D — Внешний диаметр,

d — Внутренний диаметр, окно трансформатора.

h — Высота железа

S — на рисунке, площадь железа.

Все размеры желательно записывать в миллиметрах, но при расчетах будут использоваться размеры в сантиметрах.

В зависимости от толщины пластин (для железа типа Ш и П) или ленты (для ШЛ, ПЛ и ОЛ) в расчет площади железа берется коэффициент заполнения сталью — Кст . Для пластин толщиной 0,2мм Кст =0,85; при 0,35мм Кст =0,9; при 0,5мм Кст =0,93. 0,95.

Витые сердечники имеют обычно толщину ленты 0,2мм и Кст=0,9. Коэффициент этот учитывает зазор между пластинами или лентой трансформатора, образующийся из-за окислов или специального изоляционного покрытия каждой пластины сердечника.

Для примера, возьму в расчет железо трансформатора ТС-270 с такими параметрами

a — 25мм, c — 45мм, b — 40мм, h — 100мм, конструкция сердечника П-образная, ленточная, т.е. тип-ПЛ.

Площадь железа определяется по формуле

S _c =a*c*Кст = 2,5*4,5*0,9=10,125см 2

Для тороидов, S _c =(D-d)h*К _ст /2 , и площадь окна S _o =3,14d 2 /4

Активная площадь железа найдена, теперь нужно узнать габаритную мощность,

Габаритную мощность можно определить по формуле:

P _габ =(S _c *B _m ) 2 ,

где B _m — это величина индукции в железе, Тл . Берется это значение исходя из свойств материала сердечника и его конструкции. Еще немного зависит от мощности трансформатора, от размеров железа.

Нужное значение B _m и другие необходимые параметры — можно найти из таблицы 1 ,

Таблица 1 . Некоторые поля пустые, потому что не нашел данных.

Но сразу возникает вопрос, как-же определить для какой мощности брать значение B _m если мощность еще не известна? Все просто, для грубой оценки нужно умножить площадь железа на 1,3 и возвести в квадрат, (10,125см 2 *1,3) 2 =173,25Вт, что близко к строке в таблице для 200 Вт.

По таблице находим величину B _m для сердечника типа ПЛ = 1,5 Тл. На практике, если пересчитать любой заводской трансформатор, эта величина берется немного больше, примерно на 10. 15%, для экономии железа. Можно так и поступить, просто прибавить к табличному значению еще 10%. В итоге величина индукции получается 1,5+10% = 1,65Тл

Габаритная мощность железа

(10,125*1,65) 2 = 279,1 Вт .

Число витков на вольт

W’=50/S _c *B _m , где S _c — площадь железа, с учетом коеффициента Кст , для данного трансформатора Кст =0,9.

Число витков на вольт, 50/10,125*1,65= 2,99 вит/в .

Теперь можно расчитать первичку на 220в, с запасом по напряжению как обычно до 250в. Чтобы железо не вошло в насыщение при напряжении 240. 250в.

Расчет чила витков первички

W ₁ =W’*U ₁ =250*2,99= 748 витков .

Трансформатор конструкции ПЛ, значит на каждую из двух катушек необходимо намотать половину витков, и затем соединить обмотки последовательно, соблюдая фазировку .

Расчет диаметра провода обмоток

Обычно берется в расчет медный провод. Значение плотности тока, J , А/мм 2 в таблице 1 , указано для обмоток из медного провода. Если предполагается мотать обмотки алюминиевым проводом, то плотность тока необходимо уменьшить на 38%, или что то-же самое — в 1,6 раза. Потому что у алюминия большее удельное сопротивление по сравнению с медью. Для алюминия удельное сопротивление 0,0283 Ом*мм 2 /м, для меди 0,0175 Ом*мм 2 /м (пишут по разному, в пределах 0,0172. 0,0178 Ом*мм 2 /м).

Максимальный ток потребляемый первичной обмоткой

I ₁ =P _габ /U ₁ , 279,1/220 = 1,268 А . (Обмотка намотана на 250в, но в расчет берется ее рабочее напряжение, в данном случае 220в. Можно 230в, зависит от качества сети).

Теперь зная ток в обмотке, и материал провода обмотки, можно определить необходимый диаметр провода.

Диаметр провода обмоток определяется по формуле

Плотность тока в обмотке, J , найденная в таблице 1 , = 2,9 А/мм 2 . Диаметр медного провода — 0,747мм , без изоляции.

Можно уточнить по таблице 3 ближайший стандартный диаметр провода, узнать диаметр провода с изоляцией.

По таблице 3 , уточняем диаметр провода с изоляцией до 0,74мм.

Длина провода первички

L ₁ =W ₁ [2(a+c)+3,14*b]10 -2 = 748[2(2,5+4,5)+3,14*4]10 -2 = 199м

Если трансформатор будет работать при полной нагрузке то желательно учесть падение напряжения в первичной обмотке из-за ее внутреннего сопротивления, в данном случае оно будет около 8 Ом.

Падение напряжения в первичной обмотке

U _{1 пад} =2,25*10 -2 *I ₁ *L ₁ /d 2 = 2,25*10 -2 *1,268*199/0,74 2 = 10,3в

Точное число витков первичной обмотки

W _{1 точн} =(U ₁ -U _{1 пад} )W’ = (220-10,3)*2,99= 627 вит

Если требуется минимальный ток холостого хода, когда трансформатор работает без нагрузки и в первичке практически нет просадки напряжения, можно не учитывать падение напряжения в первичке и мотать первичку на 748 вит.

Вес провода первички

По таблице 3 , найдем вес 100м провода 0,74мм (0,80мм с изол) = 390 грамм.

(199*390)10 -2 = 776 грамм

Теперь вторичка

Допустим напряжение вторички будет 15в.

Мощность вторички , учитывая КПД трансформатора, найденный по таблице 1 = 0,94

P ₂ =P _габ *кпд = 279,1*0,94= 262 Вт .

Ток вторички

I ₂ =P ₂ /U ₂ = 262/15= 17,5а

Сечение или диаметр провода вторички

S ₂ =I ₂ /J = 17,5/2,9= 6 мм 2 , в пересчете на диаметр — 2,77мм. Можно мотать сразу в несколько проводов, если мотать в 4 провода одновременно, то диаметр проводов нужен 1,38мм, ближайший по таблице диаметр — 1,4мм (1,48мм с изол).

Количество витков вторички

W ₂ =W _{1 точн} (U ₂ /U ₁ ) = 627(15/220) = 42,75вит. Можно округлить до 44 вит, чтобы на каждой из двух катушек трансформатора намотать по 22 витка.

Вес вторички (или всех вторичек) должен быть таким-же как и вес первички.

Проверяем размещение обмоток с учетом коэффициента Км приведенного в Таблице 1.

где, Км — коэффициент заполнения окна медью, Q _o — площадь окна трансформатора в котором размещаются обмотки. Для Ш , ШЛ , П , ПЛ типов, находится простым перемножением ширины и высоты окна, Q _o =b*h , а для тороидов площадь окна считается по формуле S _o =3,14d 2 /4 .

Подставляя значения в формулу, диаметр провода первички и вторички 0,8мм и 3мм (с изоляцией), число витков 627вит и 44вит и площадь окна 40см 2 — находим значение Км=0,16.

На первый взгляд, результат намного меньше чем указано в Таблице 1 , но это получилось из-за больших размеров окна железа, расчитанного на алюминиевые обмотки. Поэтому медная обмотка будет свободно размещаться.

Если брать железо предназначенное для медных обмоток, то найденный коэффициент не должен превысить того что в таблице, чтобы расчитанная обмотка вся поместилась в окне трансформатора. При меньшем значении, можно увеличить диаметр проводов, как в этом случае (можно пересчитать диаметры на алюминий), или наоборот, уменьшить диаметры проводов при завышенном результате расчета Км.

В расчете я принял что во вторичке провод круглого сечения, из-за особенности формулы. Если мотать шиной того-же сечения — результат Км будет тот-же.

Диаметр провода в расчет желательно брать с изоляцией.

Для работы трансформатора при кратковременной перегрузке, нужно учитывать периодичность включения, ПВ %

Для зарядно-пусковых можно брать ПВ=10. 20%, для сварочников ПВ 40. 60%. Таким образом, можно применить железо на меньшую мощность по сравнению с мощностью нагрузки.

Величина перегрузки в зависимости от ПВ считается так:

квадратный корень из 100/ПВ %.

Если например, нужно во вторичке сварочника получить 3кВт, при ПВ 60% то понадобится трансформатор с габаритной мощностью 2,3кВт. Для зарадно пускового с ПВ 20%, при мощности на вторичке 1,5кВт, мощность трансформатора понадобится 0,7 кВт. Но учитывая повышенные потери в сопротивлении обмоток, при большем токе, то габаритная мощность железа, понадобится на 10% больше.

ПВ 20% — 1 минута под нагрузкой, 4 минуты х.х.

Еще по перегрузкам трансформаторов

Допускается перегрузка трансформатора 30% — 2 ч, 60% — 45 мин, 75% — 20 мин, 100% — 10,5 мин, 200% — 1 мин.

Кажется это пока все что я хотел рассказать

Источник