加热原理与膨胀量的计算方法

(1)加热原理。

缠绕在转子铁芯上的通电励磁线圈在铁芯上产生交变磁通，交变磁通使磁轭发热，从而达到对转子铁芯加热而与中心体间产生温差的目的，接线原理如图9-18所示。

图9-18　转子热打键接线原理图

(2)试验相关计算。

1)确定磁轭加热后的膨胀量与磁轭副键打入深度。

根据厂家对加热胀量和钻入深度之要求，需要使磁轭与中心体之间产生60℃左右的温差，温度测点位置位于中心体键槽上下端部和磁轭上下部近键槽部位。

①磁轭加热后的膨胀量如下:

Δδ=ΔT×α×D/2=60×12×10-6×2985.3/2=1.07mm

其中:ΔT 磁轭与中心体温差，取60℃;

D 磁轭平均直径，为Φ2985.3mm;

α 磁轭铁片膨胀系数，取12×10-6;

②磁轭副键锥度200:1，则磁轭键热打键打入深度:

L=Δδ×β=1×200/1=200mm

其中胀量Δδ 设计1.0mm～1.2mm，取1.0mm;

β 磁轭键锥度，β=200/1。

2)试验变压器容量的计算。

根据感应电动势公式U=4.44fsbw，励磁总磁势公式IW=πDavHo;得出

P=UI=4.44πfsBDavHo

=4.44×3.14×50×2413998.72×10-6×0.1×2985.3×10-3×13.55×102(www.xing528.com)

=680kVA

其中:S 为定子铁芯轭部截面2413998.72×10-6m2;

B 为试验时铁芯轭部磁通密度，取0.1T;

W 为绕线匝数;

DaV为磁轭平均直径，取2985.3×10-3m;

Ho 为单位长度安匝数，取13.55×102安匝/m;

3)励磁绕线匝数及励磁电流、测量电压计算和测量。

①励磁绕组匝数:

W=U/4.44fsb b 取0.1T U 取1500V

=1500/(4.44×50×2413998.72×10-6×0.1)

=27.98 匝。

因此绕线匝数取W=28 匝。

②励磁电流及电缆:

I=πDavHo/W

=(3.14×2985.3×10-3×13.55×102)/28=453A

其中Ho 为单位长度安匝数，取13.55×102安匝/m

磁电缆的选择:按许用通用密度为3A/mm2，所需励磁电缆可选用120mm2 的3kV铜芯软电缆双线步进并绕作为励磁绕组。

③测量线圈的匝数和电压:

U2/U1=W2/W1，取W2=1，则U2=W2×U1/W1=1500V/28=53V

④电流互感器变比选择:600/5A，测量电流为3.78A。