Проектирование трансформатора
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Федеральное агентство по образованию РФ
Хакасский Технический Институт-филиал СФУ
Кафедра ЭПП
Курсовой проект
Проектирование трансформатора
Выполнил: студент группы 19-1
Идимешев В.Г.
Проверил:
Подборский Э.Н.
Абакан 2012г.
Вариант № 81 на проектирование трансформатора.
Спроектировать трансформатор по следующим данным:
1.Тип трансформатора: ТМ
2.Мощность: 2300 кВА
.Число фаз: 3
.Частота: 50 Гц
.Номинальное напряжение обмотки ВН: 20 кВ
.Номинальное напряжение обмотки НН: 10,5 кВ
.Схемы и группа соединений обмоток: Y / D - 11
.Система охлаждения: естественное - масляное
9.Режим работы: длительная нагрузка
Параметры трансформатора:
1.Напряжение короткого замыкания: 6.5%
.Потери короткого замыкания: 23,5 кВт
.Потери холостого хода: 3,9 кВт
.Ток холостого хода: 1 %
Дополнительные условия:
1.Сталь марки 3404
.Обмотка из медного провода
Содержание:
. Расчет основных размеров трансформатора
. Расчет основных электрических величин трансформатора
. Расчет обмоток трансформатора
.1 Расчет обмотки НН
.2 Расчет обмотки ВН
. Расчет параметров короткого замыкания
.1 Определение потерь короткого замыкания
.2 Расчет напряжения короткого замыкания
.3 Определение механических сил в обмотках и нагрева при коротком замыкании
. Расчет магнитной системы трансформатора
.1 Определение размеров магнитной системы
.2 Определение потерь холостого хода трансформатора
.3 Определение тока холостого хода трансформатора
. Тепловой расчет трансформатора
.1 Тепловой расчет обмоток
.2 Тепловой расчет бака трансформатора
.3 Расчёт трубчатого бака
1. Расчет основных размеров трансформатора
трансформатор напряжение короткое замыкание
Диаметр стержня определяем по формуле, см:
, м;
где ?=2.4 (табл.3); kр=0.95; kc=0.88; Вс=1.6 Тл
. Мощность обмоток одного стержня трансформатора, кВА:
кВА;
. Ширина приведенного канала рассеивания трансформатора, м
,м;
?12 = 0,02 м - размер канала между обмотками ВН и НН находим из таблицы 1
k=0.5 - коэффициент по таблице 3.
. Реактивную составляющую напряжения:
%;
%;
Полученный размер диаметра округляем до ближайшего по нормализованной шкале dн=0,3 м.
.Определим отношение ?н:
;
что удовлетворяет требованиям
. Средний диаметр канала между обмотками, см:
, м;
и определяем по таблице 3 и 4
, м;
, а - определяем по таблице 5.
Определяем высоту обмоток:
, м;
. Активное сечение стержня по формуле, см2:
м2;
Принимаем, что см2
2. Расчет основных электрических величин трансформатора
1. Номинальный ток обмотки ВН и НН трехфазного трансформатора, А:
для обмотки ВН: , А,
для обмотки НН: , А,
. Фазные токи, А, и напряжения, В, для обмоток ВН и НН с учетом соединения каждой обмотки в звезду либо треугольник:
для обмотки ВН: , А,
для обмотки НН: , А,
.Фазные напряжения, для обмоток ВН и НН с учетом их соединения в звезду либо в треугольник определяются по формулам:
для обмотки ВН: , В,
для обмотки НН: , В,
.Испытательные напряжения:
для обмотки ВН: , кВ,
для обмотки НН: , кВ,
3. Расчет обмоток трансформатора
.1 Расчет обмоток НН
.Электродвижущая сила одного витка по формуле, В:
, В;
.Число витков обмотки НН на одну фазу, по формуле:
;
.Уточним ЭДС одного витка по формуле, В:
, В,
.Уточним действующую индукцию в стержне, Тл:
, Тл;
.Ориентировочное сечение витка по формуле ,мм2 :
;
где средняя плотность тока вычисляется по формуле:
,
где С1=0,746- коэффициент для медного провода,
=0.9-коэффициент добавочных потерь по табл. 5.
. Обмотку выбираем непрерывную катушечную спиральную:
. Выбираем провод по табл.7:
;
. Полное сечение витка, мм2:
мм2;
. Реальная плотность тока в обмотке НН, А/мм2: А/мм2
Число катушек на одном стержне:
;
Где, см, см. - осевой размер радиального канала.
;
Принимаем 10 реек.
Радиальное число витков в основных катушках обмотки:
;
. Определим радиальный размер обмотки, см.
см;
где меньший размер прямоугольного провода в изоляции
. Уточним высоту обмотки, см,
см;
Где - коэффициент учитывающий усадку обмотки после сушки, см,
. Внутренний диаметр обмотки, см :
, см;
где а01=1.75 см. выбираем по (табл.4)
13. Внешний диаметр обмотки, см:
, см;
. Плотность теплового потока для обмотки с каналами между всеми катушками, Вт/м2:
, Вт/м2
где К =1,07- коэффициент для медного провода, - коэффициент учитывающий добавочные потери.
Полученное значение не превышает допустимого для медной обмотки.
.2 Расчет обмотки ВН
Схема выполнения ответвлений:
.Число витков при номи?/p>