Расчет трехфазного трансформатора

Курсовой проект - Физика

Другие курсовые по предмету Физика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

на тему Расчет трехфазного трансформатора

 

1. Определение основных электрических величин

 

а) Номинальные (линейные) токи

 

I=S/v3/U (где S - кВА, U-кВ.)

Для ВН I1=60,623 А

Для НН I2= 103,93 А

 

Фазные токи при соединении Y/? - 11

Iф1=I1= 60,623 А,ф2= ==60 А

Фазные напряжения

 

Для ВН Uф1=U1н/v3= =3,464 кВ

Для НН Uф2=U2н=3,15 кВ

 

б) Мощность одной фазы и обмоток одного стержня.

 

Sф=S/m==210,0 кВА,=Sф= 210,0 кВА,

 

в) Испытательные напряжения обмоток; (таблица 4.1)

Наиб. рабочее напр. Испыт. Напряжение

ВН 6 кВ 25 кВ

НН 3,5кВ 18 кВ,

 

г) активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания

А=Рк/10S= =0,3%, (где Рк - Вт, S - КВА,)р=v(Uк2-UА2)= v(5,52-0,32)=5,49%

 

2. Расчет основных размеров трансформатора

 

а) выбор схемы, конструкции и технологии изготовления магнитной системы

Силовые трансформаторы выполняются с плоской магнитной системой (магнитопроводом) стержневого типа,

с вертикально расположенными стержнями, поперечное сечение которых - ступенчатая фигура вписанная в окружность, обмотки - круговые цилиндры

Число ступеней в сечении стержня и коэффициент заполнения площади круга ?*d2/4 площадью Пф ступенчатой фигуры Ккр=Пф*4/(?*d2) выберем (стр. 355 таблица 8.1) Ккр= 0,928,

Число ступеней - 6, (число ступеней определяется

количеством углов стержня в одной четверти круга).

Поперечное сечение ярма - многоступенчатое с числом ступеней

на 1-2 меньше.

Прессовка набора пластин стержня выполняется забивания деревянных стержней и планок между стержнем и НН.;

б) выбор марки и толщины листов стали и типа изоляции пластин, индукции в магнитной системе

Сердечник трансформатора собирается из пакетов пластин тонколистовой электротехнической холоднокатаной анизотропной легированной стали (ГОСТ 21427.1-75) марки 3404 толщиной 0,35 мм

магнитная индукция стали 3404 Вс= 1,65 Тл

в) предварительный расчет трансформатора и выбор соотношения основных параметров

Основными размерами трансформатора являются:- диаметр стержня магнитной системы,- высота обмотки,12 - диаметр осевого канала между обмотками, приближенно равный среднему диаметру витка двух обмоток

 

Основные размеры трансформатора

 

Диаметр стержня:

 

м

(по табл 3 методич.)

S=S/3=210 кВА

a12=0,9 см=0,009 м=9 мм (табл 8 методич.)

K=0.55 (табл 4 методич.)

 

Kp=0.95 - коэффициент приведения идеального поля рассеивания к реальному

Кз=0,965

- коэффициент заполнения сечения пакета сечением стали

Ккр=0,928

f=50 Гц

Bc=1,6 Тл

Up=5,49

г) Oпределение диаметра стержня и высоты обмотки

Выбираем ближайшее значение из нормализ. ряда dH=0.20 м

Уточняем ?:

 

 

активное сечение стержня, м2:

 

 

ЭДС одного витка:

 

Средний диаметр осевого канала:

 

 

К1=1,1

a01=0,005

Высота обмотки:

 

 

д) предварительный выбор конструкции обмоток

Основным элементом всех обмоток трансформаторов является виток. В зависимости от величины тока нагрузки виток может быть выполнен одним проводом круглого или прямоугольного сечения, а при достаточно больших токах - группой параллельных проводов прямоугольного сечения (реже круглого).

Выбор конструкции обмотки производится по таблице с учетом мощности трансформатора отнесенной к одному стержню выбранного металла обмотки, тока обмотки одного стержня, поперечного сечения витка и номинального напряжения обмотки.

Число витков обмотки на фазу

 

ВН:

НН:

 

Средняя плотность тока в обмотках ВН и НН (предварительно):

 

К?=0,9

 

Сечение витков:

 

 

Где Ic-фазный ток

По таблице выбираем тип обмоток:

ВН - цилиндрическая многослойная из провода прямоугольного сечения

НН - цилиндрическая многослойная из провода прямоугольного сечения

е) выбор конструкции и размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток

 

 

Главной изоляцией обмоток называется изоляция каждой из обмоток от частей остова и от других обмоток.

) главная изоляция

Uисп, кВ = 5

l01, см (от ярма)=3,0

НН от стержня: ?01=0,2; a01=0.5;

ВН Uисп, кВ = 18

ВН от ярма, см l02=3.0

Между ВН и НН, см a12=0,9; ?12=0.3

Выст. цил., см lц2=1,5

Между ВН и НН, см a22=1,0

2) продольная изоляция

Марка провода ПБ и АНБ 0,45 (0,50) прямоугольный провод

) Междуслойная изоляция: в масляном трансформаторе с циллиндрич. обмоткой прямоугольного провода достаточная изоляция обеспеч-ся 2 слоями картона по 0,5-1 мм.

 

3. Расчет обмоток

 

а) Расчет обмоток НН

Число витков

 

 

Так как ?м=4 А/мм2 приведет к нагреву обмотки, поэтому выберем провод большего сечения, чем ориентировочное при предварительных расчетах (15 мм2).

Выбираем конструкцию двухслойной цилиндрической обмотки из провода прямоугольного сечения.

Выбираем прямоугольный медный провод размерами:

 

=

 

Число витков в слое:

Сечение витка:

 

П1=a*b=3,15*6,3=19,8 мм2

?=Iф/П1=60/19,8=3 А/мм2

 

Осевой размер обмотки НН - высота обмотки

 

Радиальный р