Проект силового трёхфазного трансформатора мощностью 4300 кВА
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
зом, выбор существенно влияет не только на соотношение размеров трансформатора, но и на соотношение масс активных и других материалов, а следовательно и на стоимость трансформатора.
2Определение основных электрических величин
Расчет трансформатора начинается с определения основных электрических величин - мощности на одну фазу и стержень, номинальных токов на стороне ВН и НН, фазных токов и напряжений.
Мощность одной фазы трансформатора:
Мощность на одном стержне: где с = 3 - число стержней.
2.1Определение линейных и фазных токов и напряжений обмоток ВН и НН
Номинальный линейный ток на стороне ВН:
Номинальный линейный ток на стороне НН:
Фазные токи на сторонах ВН и НН:
Согласно заданию на проектирование соединение обмоток - ?/Y-11, в следствии чего фазные и линейные токи обмоток равны:
Обмотка НН: (Y) Iф1 = I1 = 248,26, A;
Обмотка ВН: (?)
Фазные напряжения обмоток на сторонах:
Обмотка НН: (Y)
Обмотка ВН: (?)
2.2Определение испытательных напряжений обмоток
Согласно табл.4.1 [1] испытательные напряжения обмоток принимаются равными:
Обмотка НН: (Y)
Обмотка ВН: (?)
Тип обмоток:
ВН - цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода (См. табл.5.8 ст. 258 [1]);
НН - цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода (См. табл.5.8 ст. 258 [1]).
2.3Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания
Активная составляющая напряжения короткого замыкания:
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:
3Расчет основных размеров трансформатора
Магнитная система трансформатора является основой его конструкции. Выбор основных размеров магнитной системы вместе с основными размерами обмоток определяет главные размеры активной части и всего трансформатора.
3.1Выбор схемы, конструкции и технологии изготовления магнитной системы
Первой задачей, решаемой при проектировании магнитной системы силового трансформатора, является выбор ее конструктивной схемы. При расчете плоской магнитной системы из рулонной холоднокатаной стали должен быть выбран план шихтовки пластин. С учетом рекомендации данных на стр.79 [1], выбирается плоская магнитная система из рулонной холоднокатаной стали, шихтовка производится с шестью косыми стыками.
Рис.3. План шихтовки магнитной системы
Данная схема шихтовки магнитной системы позволяет получить низкие потери холостого хода и тока холостого хода, кроме того, выбранная схема отличается простотой технологии.
3.2Выбор марки и толщины листов стали и типа изоляции пластин, индукции в магнитной системе
С учетом задания на проектирование выбирается холоднокатаная электротехническая сталь марки 3405, толщиной 0,3 мм. Данная марка стали характеризуется низкими удельными потерями холостого хода, поэтому ее применение позволяет получить низкие потери холостого хода, кроме того, необходимо отметить, что она обладает одним из наиболее оптимальных соотношений цены, технологии производства и магнитных свойств.
Пластины электротехнической стали, заготовленные для сборки магнитной системы, во избежание возникновения между ними вихревых токов должны быть надежно изолированы одна от другой. Это осуществляется нагревостойким электроизоляционным покрытием, что позволяет получить надежную и достаточно прочную изоляцию пластин, при высоком коэффициенте заполнения сечения пакета пластин сечением чистой стали. По табл.2.2 стр.77 [1] с учетом полной мощности трансформатора выбирается вид изоляционного покрытия. Покрытие - электроизоляционное нагревостойкое.
Весьма важное значение при расчете трансформатора имеет правильный выбор индукции в стержне магнитной системы. В целях уменьшения количества стали магнитной системы, массы металла обмоток и стоимости активной части следует выбирать возможно большее значение расчетной индукции, что однако приводит к относительно малым увеличением потерь и существенным увеличением тока холостого хода. В соответствии с рекомендациями, данными на стр.78 [1], по табл.2.4 [1] выбирается индукция в стержнях трансформатора равная
3.3Выбор материала обмоток
Обмотки масляных и сухих трансформаторов изготовляются из медных и алюминиевых обмоточных проводов, а также из медной и алюминиевой ленты или фольги. Медные и алюминиевые провода могут иметь эмалевую, хлопчатобумажную или бумажную изоляцию класса нагревостойкости А. В задании на проектирование указан материал обмоток трансформатора (материал обмоток - алюминий).
3.4Предварительный выбор конструкции обмоток
Согласно с указаниями, приведенными в табл.5.8 стр.258-259 [1] с учетом полной мощности трансформатора выбирается цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода на стороне НН и цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода на стороне ВН. Выбранные конструкции обмоток характеризуются простой технологией изготовления, однако вместе с этим обладают меньшей охлаждаемой поверхностью по сравнению с обмотками, имеющими радиальные каналы.
Простой цилиндрической обмоткой называется обмотка, сечение витка которой состоит из сечений одного или нескольких параллельных проводов, а витки и вс