Расчёт и проектирование силовых трансформаторов
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального обучения
Восточно-Сибирский Государственный
Технологический Университет
технологии и управления
Кафедра АЭПП
Курсовой Проект
по курсу Электромеханика
на тему
Расчет и проектирование силовых трансформаторов
Выполнил:
Павлов И.В.
г. Улан-Удэ
11 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Исходные данные
Основное содержание расчетов:
. Расчет основных электрических величин
2. Выбор и расчет основных размеров трансформатора
. Расчет обмоток трансформатора:
.1 Расчет обмотки НН
3.2 расчет обмотки ВН
4. Расчет магнитной системы трансформатора
. Определение КПД трансформатора
Заключение
Список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
трансформатор обмотка магнитная
Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную), имеющую в общем случае иные характеристики, в частности другое напряжение и другой ток.
Трансформаторы получили широкое распространение прежде всего в связи с необходимостью передачи электрической энергии на большие расстояния.
Напряжение, выбираемое на электростанциях, повышают трансформаторами до 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 400, 500 и 750 кВ (в зависимости от передаваемой мощности, дальности передачи), а на месте потребления напряжения понижают трансформаторами до необходимой величины. В соответствии с этим трансформаторы, предназначены для повышения напряжения, называют повышающими, а для понижения напряжения - понижающими.
По исходным заданным данным мы произведем расчет и проектирование трехфазного, двухобмоточного понижающего трансформатора напряжением сети 3,0/0,69 кВ.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Вариант № 62:
число фаз: m = 3;
частота сети: f = 50 Гц;
режим работы: продолжительный;
охлаждение: масляное;
установка: наружная;
полная номинальная мощность: S = 160 кВА;
номинальное линейное напряжение: U1 = 0.69 кВ;
номинальное линейное напряжение: U2 = 3 кВ;
ток холостого хода %: j0 = 2,3;
мощность холостого хода: Рх = 0,52 кВт;
мощность короткого замыкания: Рк = 2,65 кВт;
напряжение короткого замыкания %: Uк = 4,5;
схема и группа соединения обмоток: Y/Y- 0;
материал обмотки: Al (алюминий)
1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Мощность одной фазы и одного стержня:
SФ= S = S/m =160 /3 = 53,33 кВА.
Номинальные линейные токи обмоток НН и ВН:
IЛ1 = = = 133,88 А.
IЛ2 = = =30,79 А.
Фазные токи обмоток НН и ВН:
IФ1= I Л1, при соединении обмоток по схеме Y; I1 = 133,88А
IФ2= I Л2 , при соединении обмоток по схеме Y; I2 = 30,79 А
Фазные напряжения обмоток НН и ВН:
U Ф1 = U Л1/ , при соединении обмоток по схеме Y;
U Ф2 = UЛ2 / , при соединении обмоток по схеме Y;
U Ф1 = 0,69/ = 0,4 кВ.
U Ф2 = 3 / = 1,73 кВ.
Определяем испытательные напряжения обмоток (Uисп.1 , Uисп.2 ) по номинальным линейным напряжениям (табл. 4.1.).
Uисп.1 = 5 кВ; Uисп.2 = 18 кВ
Определяем предварительный тип обмоток (табл. 5.8.):
НН - цилиндрическая двухслойная из прямоугольного провода.
ВН - цилиндрическая многослойная из круглого провода.
По (табл. 4.6.) определяем тип провода - прямоугольный, марки АПБ с толщиной изоляции 0,45 (0,50) мм на две стороны.
По испытательным напряжениям определяем изоляционные расстояния обмоток НН, ВН с учетом конструктивных требований (табл. 4.4., 4.5., рис. 4.6. [1]).
Минимальные изоляционные расстояния обмотки НН:
= 15 мм - расстояние обмотки НН от ярма;
?01 = 2 х 0,5 мм - дополнительная изоляция между обмоткой НН и стержнем из картона;
а01 = 4 мм - расстояние между обмоткой НН и стержнем;
Минимальные изоляционные расстояния обмотки ВН:
= 30 мм - расстояние обмотки ВН от ярма;
а12 = 9 мм - расстояние между обмоткой ВН и НН;
?12 = 3 мм - дополнительная изоляция между обмоткой ВН и НН из картона;
=15 мм - размер выступа цилиндра за высоту обмотки ВН;
а22 = 10 мм - расстояние между обмотками ВН соседних стержней;
Активная составляющая напряжения к.з.:
Ua === 1,66 % .
Реактивная составляющая напряжения к.з.:
Uр == = 4,18 %.
2. ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ТРАНСФОРМАТОРА
Выбираем трехфазную стержневую шихтованную магнитную систему, с четырьмя косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на средних. Прессовка стержней бандажами из стеклоленты, прессовка ярм - стальными балками. Материал магнитной системы - холоднокатаная рулонная электротехническая сталь марки 3404 толщиной 0,35 мм. Изоляция пластин - нагревостойкое изоляционное покрытие.
По таблице 2.2. [1] определяем коэффициент заполнения КЗ для рулонной холоднокатаной стали:
принимаем коэффициент заполнения сталью КЗ = 0,97
По таблице 2.4. [1] индукция в стержне Вс = 1,55 1,65 Тл.
Принимаем Вс = 1,60 Тл.
По таблице 2.5. [1] определяем число ступеней в сечении стержня современных трехфазных масляных трансформаторов:
при мощности трансформатора 160 кВА выбираем 6 ступеней без прессующей пластины;
ориентировочный диаметр стержня d=0,16м;
коэффициент заполнения круга Ккр = 0,913;
Коэффициент заполнения К?/p>