DIPLOMOVÁ PRÁCA - Žilinská univerzita

DIPLOMOVÁ PRÁCA - Žilinská univerzita DIPLOMOVÁ PRÁCA - Žilinská univerzita

diplom.utc.sk
from diplom.utc.sk More from this publisher
06.06.2015 Views

Obr. 5.3. Usporiadanie vinutí transformátora na jednotlivých stĺpoch. Vinutia primárnej strany sú pre prehľadnosť vyvedené hore, sekundárne vinutia dolu. 5.2 Prúdové a napäťové dimenzovanie Z obrázkov 5.1 a 5.2 vyplýva, že prúdovo má byť primárne vinutie dimenzované na menovitý prúd transformátora na systéme 25 kV 50 Hz. Vstupné údaje potom sú: − zdanlivý výkon – S 1N = 4000 kVA − napätie primárnej strany – U 1 = 25 kV

Menovitý prúd primárneho vinutia: S N 4000 I1 N = = = 160 A U 25 [A; kVA, kV] (5.3) 1 Vinutie bude rozdelené na dve paralelné vetvy, takže menovitý prúd jednej paralelnej vetvy: I1 160 I 1 = N VN = = 80 A [A; A] (5.4) 2 2 Pri navrhovaní supravodivých vinutí by amplitúda menovitého prúdu nemala prekročiť hodnotu kritického prúdu supravodiča. Preto je potrebné vypočítať amplitúdu menovitého prúdu primárneho vinutia: I I ⋅ 2 = 80 ⋅ 2 113.1 A [A; A] (5.5) A 1 VN = 1 VN = Základné údaje niektorých vyrábaných supravodivých pások sú zhrnuté v tabuľke 5.1. Výrobca Druh Kritický prúd Max. dĺžky American Superconductor [21] BSCCO-2223 115, 125, 135, 145, 155 A 800 m YBCO 70 A 100 m Sumitomo [22] DI-BSCCO 80, 100, 110, 125, 150 A 1500 m EAS [23] BSCCO 75 – 105 A 1400 m Trithor [24] BSCCO 50, 60, 70, 80, 90 A 1200 m Kritický prúd je udaný pre podmienky, keď sa nachádza len vo vlastnom poli pri teplote 77 K. Kritérium pre vyhodnotenie kritického prúdu E = 1μV/cm. Tab. 5.1. Základné vlastnosti niektorých vysokoteplotných supravodivých pások. Vzhľadom na predpokladanú vysokú hodnotu magnetického poľa vo vinutí som zvolil vodič American SC s kritickým prúdom I C77 = 145 A Menovité napätie sekundárnej strany je rovné priamo napätiu jednej sekcie, teda: U 2 N = 1000 V (5.6) Sekundárne vinutie je rozdelené na dve rovnaké časti, každá napája zariadenia jedného podvozka. Menovitý prúd časti sekundáru pre jeden podvozok je potom: STN 3400 I 2 N = = = 1700 A [A; kVA, kV] (5.7) ⋅U 2⋅1 2 2N Amplitúda menovitého prúdu sekundárneho vinutia pre jeden podvozok: I I ⋅ 2 = 1700⋅ 2 2404 A [A; A] (5.8) A 2 N = 2 N = Počet paralelne spojených sekcií sekundárneho vinutia pre jeden podvozok: I A2N 2404 N S 2 = = = 20,9 I 115 [-; A, A] (5.9) C Počet paralelne spojených sekcií sekundárneho vinutia pre jeden podvozok volím: N S 2 = 21 (5.10) Menovitý prúd kúrenia pri napätí 1500 V:

Menovitý prúd primárneho vinutia:<br />

S<br />

N 4000<br />

I1 N<br />

= = = 160 A U 25<br />

[A; kVA, kV] (5.3)<br />

1<br />

Vinutie bude rozdelené na dve paralelné vetvy, takže menovitý prúd jednej paralelnej vetvy:<br />

I1<br />

160<br />

I<br />

1<br />

= N<br />

VN<br />

= = 80 A [A; A] (5.4)<br />

2 2<br />

Pri navrhovaní supravodivých vinutí by amplitúda menovitého prúdu nemala prekročiť hodnotu<br />

kritického prúdu supravodiča. Preto je potrebné vypočítať amplitúdu menovitého prúdu primárneho<br />

vinutia:<br />

I I ⋅ 2 = 80 ⋅ 2 113.1 A [A; A] (5.5)<br />

A 1 VN<br />

=<br />

1 VN<br />

=<br />

Základné údaje niektorých vyrábaných supravodivých pások sú zhrnuté v tabuľke 5.1.<br />

Výrobca Druh Kritický prúd Max. dĺžky<br />

American Superconductor [21]<br />

BSCCO-2223 115, 125, 135, 145, 155 A 800 m<br />

YBCO 70 A 100 m<br />

Sumitomo [22] DI-BSCCO 80, 100, 110, 125, 150 A 1500 m<br />

EAS [23] BSCCO 75 – 105 A 1400 m<br />

Trithor [24] BSCCO 50, 60, 70, 80, 90 A 1200 m<br />

Kritický prúd je udaný pre podmienky, keď sa nachádza len vo vlastnom poli pri teplote 77 K.<br />

Kritérium pre vyhodnotenie kritického prúdu E = 1μV/cm.<br />

Tab. 5.1. Základné vlastnosti niektorých vysokoteplotných supravodivých pások.<br />

Vzhľadom na predpokladanú vysokú hodnotu magnetického poľa vo vinutí som zvolil vodič American<br />

SC s kritickým prúdom I C77 = 145 A<br />

Menovité napätie sekundárnej strany je rovné priamo napätiu jednej sekcie, teda:<br />

U<br />

2 N<br />

= 1000 V (5.6)<br />

Sekundárne vinutie je rozdelené na dve rovnaké časti, každá napája zariadenia jedného podvozka.<br />

Menovitý prúd časti sekundáru pre jeden podvozok je potom:<br />

STN<br />

3400<br />

I<br />

2 N<br />

= = = 1700 A [A; kVA, kV] (5.7)<br />

⋅U<br />

2⋅1<br />

2<br />

2N<br />

Amplitúda menovitého prúdu sekundárneho vinutia pre jeden podvozok:<br />

I I ⋅ 2 = 1700⋅<br />

2 2404 A [A; A] (5.8)<br />

A 2 N<br />

=<br />

2 N<br />

=<br />

Počet paralelne spojených sekcií sekundárneho vinutia pre jeden podvozok:<br />

I<br />

A2N<br />

2404<br />

N<br />

S 2<br />

= = = 20,9<br />

I 115<br />

[-; A, A] (5.9)<br />

C<br />

Počet paralelne spojených sekcií sekundárneho vinutia pre jeden podvozok volím:<br />

N<br />

S 2<br />

= 21<br />

(5.10)<br />

Menovitý prúd kúrenia pri napätí 1500 V:

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!