Силовой трехфазный двухобмоточный трансформатор с масляным охлаждением
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Тема
Силовой трехфазный двухобмоточный трансформатор
с масляным охлаждением
ЗАДАНИЕ
трансформатор расчет обмотка изоляция
На курсовой проект по дисциплине Электрические машины.
Трансформатор - силовой двухобмоточный с масляным охлаждением.
Частота сети - 50 Гц.
Полная мощность - 250 кВ.А.
Схема и группа соединения обмоток - .
Материал обмоток - алюминий.
Напряжение замыкания - 4.5%.
Напряжение первичной и вторичной обмоток -
1. Расчет основных электрических величин трансформатора
Для выполнения электромагнитного расчета трансформатора необходимо определить основные электрические величины: мощность на одну фазу и стержень, номинальные токи на стороне ВН и НН, фазные токи и напряжения, составляющие напряжения короткого замыкания, испытательные напряжения обмоток.
Мощность одного стержня одной фазы трехфазного трансформатора, кВ?А,:
где Sн - номинальная мощность, кВ?А;
m - число фаз трансформатора.
Номинальный (линейный) ток, А, обмоток ВН и НН трехфазного трансформатора:
,
,
где UH - номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки, кВ.
Фазные токи, А, напряжения, В, для обмоток ВН и НН трехфазного трансформатора, учитывая тип соединения обмоток:
Фазные токи при соединении в звезду:
,
,
Фазные напряжения при соединении в звезду:
,
,
Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %,:
где Рк - потери короткого замыкания, Вт;
Sн - мощность трансформатора, кВ?А.
Реактивная составляющая при заданном Uк, %,:
Классом напряжения трансформатора считают напряжение обмотки ВН. Каждому классу соответствует испытательное напряжение обмоток. Выберем по таблице 1.1. Uисп = 25 кВ.
2. Расчет основных размеров трансформатора
2.1 Выбор магнитной системы и материала обмоток
Магнитная система является основой трансформатора. Плоская магнитная система стержневого типа проектируемого трансформатора показана на рис. 1.
Рис. 1
Основные размеры трансформатора: диаметр окружности, в которую вписан стержень, имеющий сечение в форме симметричной ступенчатой фигуры; высота обмоток; средний диаметр двух обмоток или диаметр осевого канала между обмотками.
Стержни и ярма магнитной системы выполняют ступенчатыми из листов холоднокатоной текстурованной электротехнической стали марок 3413, 3414 толщиной 0.35 мм.
Стальные пластины, заготовленные для сборки магнитной системы, необходимо надежно изолировать одну от другой лаковой пленкой или жаростойким покрытием. При этом коэффициент заполнения стрежня или ярма сталью:
Кз = 0.93 - 0.94 - для однократной лакировки,
Кз = 0.95 - 0.96 - для жаростойкого покрытия.
Коэффициент заполнения сталью площади круга, в который вписан стержень:
где Ккр = (0.91 - 0.93) - коэффициент заполнения круга ступенчатой фигурой стержня.
Рекомендованные значения индукции магнитного поля в стержнях силовых масляных трансформаторов Вс взяты из таблицы 2.1. Вс = 1.6 Т.
В качестве материала для обмоток трансформатора будем использовать алюминий.
2.2 Предварительный выбор конструкции обмоток
Основным элементом всех обмоток трансформатора является виток. В зависимости от тока нагрузки виток выполняют одним проводом круглого или прямоугольного сечения. Обмоточный провод круглого или прямоугольного сечения (алюминиевый марки АПБ) изолируют лентами кабельной бумаги. Тип конструкции обмотки ВН и НН выбирают по табл. 2.5 в соответствии с поминальной мощностью, напряжением, током одного стержня и поперечным сечением витка обмотки.
Ориентировочное сечение витка каждой обмотки, мм2,:
где - средняя плотность тока в обмотках, предварительно выбираемая по табл.2.6,= 1.4 -1.8.
Тип обмотки ВН:
Тип обмотки - цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода. Основные достоинства - хорошее заполнение окна магнитной системы, простая технология изготовления.
Основные недостатки - уменьшение охлаждаемой поверхности по сравнению с обмотками, имеющими радиальные каналы.
Материал обмотки - алюминий.
Пределы применения - SН - до 1600 кВ.А;
IФ - от 10 и до 1200 А;
UН - от 10 до 35 кВ;
П - от 7.21 до 500 мм2.
Число параллельных проводов - от 1 до 4 - 8 и более.
Тип обмотки НН:
Тип обмотки - цилиндрическая двухслойная из прямоугольного провода. Основные достоинства - простая технология изготовления, хорошее охлаждение. Основные недостатки - малая механическая прочность.
Материал обмотки - алюминий.
Пределы применения - SН - до 630 кВ.А;
IФ - от 15 и до 800А;
UН - до 6 кВ;
П - от 7.21 до 300 мм2 .
Число параллельных проводов - от 1 до 4 - 8 и более.
2.3 Определение размеров главной изоляции обмоток
Минимально допустимые изоляционные расстояния от обмоток до стержня и ярма, между обмотками, а также главные размеры изоляционных деталей в зависимости от мощности трансформатора для испытательных напряжений 5-85 кВ приведены в табл. 2.7 и 2.8 (рис.2).
Рис.2
Для обмотки НН:
МощностьТр-ра,Sн, кВ?АДля НН, кВНН