Расчет силового трансформатора ТМ-250 кВА
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
°ть ступенчатую фигуру сечения стержня, называют диаметром стержня. Ступенчатое сечение стержня и ярма образуется сечениями пакетов пластин, где под пакетом понимают стопу пластин одного размера.
Определим параметры магнитной системы по рекомендациям, приведенным в таблице 2.1 /3, с. 12/. Рекомендуемое число ступеней и соответствующий ему коэффициент заполнения площади круга площадью ступенчатой фигуры kтр приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Рекомендуемые параметры магнитной системы
Мощность трансформатора, кВАОриентировочный диаметр стержня, мБез прессующей пластиныЧисло ступенейkтр2500,2070,918
Для разрабатываемого трансформатора выгоднее применить холоднокатаную, анизотропную, тонколистовую электротехническую сталь марки 3404, толщиной 0,30 мм.
Кроме коэффициента kтр стержень и ярмо магнитной системы характеризуются коэффициентом заполнения сечения стержня и ярма сталью kзап. Этот коэффициент равен отношению чистой площади стали (без учета изоляционного покрытия листов) к площади ступенчатой фигуры сечения, определенной с учетом изоляционного покрытия листов.
Определим значение kзап по рекомендациям, приведенным в таблице 2.2 /3, с. 13/. Рекомендуемое значение kзап приведено в таблице 2.
Таблица 2 - Коэффициент заполнения kзап для рулонной холоднокатаной стали по ГОСТ 21427 - 83
Марка сталиТолщина листа, ммВид изоляционного покрытияkзап34040,30нагревостойкое0,96
При мощности трансформатора Sн ? 630 кВА и диаметре стержня 0,22м прессовку стержней магнитной системы выполняем путем забивания деревянных клиньев (стержней и планок) между стержнем и обмоткой НН или ее жестким изоляционным цилиндром.
Наиболее рациональной формой сечения ярма плоской магнитной системы является многоступенчатая его форма с числом ступеней, равным активному сечению стержня.
Прессовка ярм в современных конструкциях плоских магнитных систем трансформаторов осуществляется при помощи стальных ярмовых балок, стягиваемых шпильками, вынесенными за пределы ярма.
Для обеспечения более равномерного сжатия ярма между прессующими ярмовыми балками обычно два - три крайних пакета выполняются одной ширины, несколько увеличивая этим сечение ярма. Это увеличение активного сечения ярма отражают коэффициентом усиления ярма kя, равным отношению площади сечения ярма Пя к площади сечения стержня Пс.
При выборе способа прессовки стержней и ярм воспользуемся рекомендациями, приведенными в таблице 2.3 /3, с. 14/. Результаты выбора представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Способ прессовки стержней и ярм, форма сечения и коэффициент усиления ярма kя
Мощность трансформатора, кВАПрессовка стержнейПрессовка ярмФорма сечения ярмаkя250Расклиниванием с обмоткойБалками, стянутыми шпильками, расположенными вне ярмаС числом ступеней на одну - две меньше числа ступеней стержня1,02
Конструкция обмоток
Конструкции обмоток выбираются с учетом следующих основных параметров:
-ток нагрузки одного стержня (фазный ток) Iф;
-номинальная мощность трансформатора Sн;
номинальное напряжение трансформатора Uн;
поперечное сечение витка обмотки Пв.
Выбираем в качестве материала обмоток медь.
Ориентировочно сечение витка на начальной стадии проектирования определим как
(2)
где Jср - средняя плотность тока в обмотке, А/мм2, которая выбирается из таблицы 2.4 /3, с. 15/:
Jср = 2,0 А/мм2.
Подставляя численные значения в выражение (2), определим сечения витков:
-обмотка НН
-обмотка ВН
Далее по таблице 2.5 /3, с. 17/, выберем типы конструкций обмоток НН и ВН. Результаты выбора представлены в таблице 4.
силовой трансформатор электрический замыкание
Таблица 4 -Конструкции обмоток
Тип обмоткиПрименение на сторонеМатериал обмотокМощность трансформатора, кВАТок на стержень, АНапряжение, кВСечение витка, мм2Число параллельных проводовСхема регулирования напряженияЦилиндрическая одно- и двуслойная из прямоугольного проводаННАлюминий250208,30,69104,151-Цилиндрическая многослойная из круглого проводаВН8,35104,181рис. 4.2, а, б
Главная изоляция трансформатора
Для определения величин изоляционных промежутков между обмотками НН и ВН, а также между другими токоведущими и заземленными деталями трансформатора существенное значение имеют уровни испытательных напряжений, при которых проверяется электрическая прочность изоляции трансформатора. Испытательные напряжения определим для каждой обмотки по ее классу напряжения при помощи таблицы 2.6 /3, с. 45/. Значения испытательных напряжений представлены в таблице 5.
Таблица 5 - Испытательные напряжения
Обмотка ННКласс напряжения, кВ? 1Испытательное напряжение, кВ5Наибольшее рабочее напряжение, кВ-Обмотка ВНКласс напряжения, кВ10Испытательное напряжение, кВ34Наибольшее рабочее напряжение, кВ12
Приведенные нормы испытаний учитывают значения, длительность и характер возможных в процессе эксплуатации перенапряжений и содержат необходимый запас прочности.
Главная изоляция обмоток определяется в основном электрической прочностью при 50 Гц и соответствующими испытательными напряжениями. На рисунке 3 показана конструкция главной изоляции обмоток масляных трансформаторов классов напряжения от 1 до 35 кВ (испытательные напряжения от 5 до 85 кВ).
Рисунок 3 - Главная изоляция обмоток ВН и НН
Изоляция между обмотками ВН