- •Введение
- •1.Задание на проектирование.
- •2. Предварительное оптимизационное проектирование и проектные исследования
- •2.1 Предварительное определение конструктивных и энергетических показателей трансформаторов
- •2.1.1. Конструктивные параметры магнитной системы и выбор величины индукции в стержне
- •2.1.2. Определение изоляционных промежутков
- •2.1.3. Определение коэффициента заполнения обмоток проводниковым материалом
- •2.1.4 Обмоточный конструктивный коэффициент -
- •2.1.5 Выбор коэффициента закрытия поверхности обмоток и удельной тепловой нагрузки обмоток
- •2.2. Критерии оптимальности трансформатора и определение начальных значений управляемых переменных.
- •2.2.1. Математическая модель критерия приведенных затрат на трансформацию электрической энергии.
- •2.2.2. Математическая модель критерия капитализированных затрат.
- •2.2.2.1. Оценка удельной капитализированной стоимости потерь холостого хода
- •2.2.2.2. Оценка капитализированной стоимости нагрузочных потерь
- •2.3 Основные уравнения расчетной математической модели трансформатора.
- •2.4. Алгоритм предварительного расчёта основных размеров и параметров трансформатора.
- •3. Методика применения программного комплекса “Аметист” для автоматизированного синтеза, анализа и оптимизации трансформаторов.
- •3.1. Общие сведения
- •Система управления сапр “Аметист”
- •3.2.3. Предварительный расчет
- •3.2.4. Оптимизация электромагнитных показателей
- •3.2.4.1. Оптимизация электромагнитных показателей по одной управляемой переменной
- •3.2.4.2. Оптимизация электромагнитных показателей по двум управляемым переменным
- •3.3. Синтез и оптимизация обмоток
- •4. Автоматизация процесса оптимизации параметров трансформаторов
- •4.2. Алгоритм процесса оптимизации методом циклического покоординатного спуска.
- •4.3. Методика автоматизированного синтеза и оптимизации трансформаторов на основе метода цпс.
- •5. Детальное проектирование трансформаторов.
- •5.1. Объём детального проектирования и его последовательность.
- •5.2. Раскладка, детальное конструирование и расчет обмоток.
- •5.2.1. Определение фазных напряжений и токов обмоток:
- •5.2.2. Определение чисел витков обмоток ( на одну фазу ):
- •Расчёт плотностей токов в обмотках нн и вн
- •Раскладка обмотки нн
- •5.2.5. Раскладка обмотки вн
- •5.2.6. Определение площади поверхностей охлаждения обмоток
- •5.2.7. Определение массы обмоток, расчёт основных и добавочных потерь короткого замыкания
- •5.3. Определение основных параметров мс, потерь в стали и тока холостого хода.
- •5.4. Расчёт механических напряжений в обмотках от радиальных усилий
- •5.5. Тепловой расчёт обмоток
- •5.6 Тепловой расчет бака.
- •5.7. Экономический расчёт
- •Пример предварительного оптимизационного расчёта трансформатора.
- •6.2. Предварительный расчет основных размеров и конструктивных показателей трансформатора.
- •Пример детального расчёта трансформатора.
- •7.1. Определение фазных напряжений и токов .
- •7.2 Определение конструктивных параметров мс и размеров изоляции в окне.
- •7.3 Определение числа витков обмоток:
- •7.4. Расчёт среднего значения плотности тока в обмотках. Определение плотности тока в обмотках нн и вн.
- •Расчёт обмотки вн.
- •7.7. Определение площадей поверхности охлаждения обмоток.
- •Определение массы обмоток, основных и добавочных потерь в обмотках, отводах, и баке. Проверка величины напряжения короткого замыкания.
- •7.9. Определение массы стали мс, определение потерь в стали и тока холостого хода.
- •7.10. Расчет механических напряжений в обмотках
- •7.11. Тепловой расчет обмоток
- •7.12. Тепловой расчет бака
- •7.13. Экономический расчет
- •Приложение а
- •Приложение б Основные данные обмоточных проводов круглого и прямоугольного сечений
- •Додаток в Форми вихідних даних для проектних досліджень Таблиця в1. Вихідні дані досліджуваного трансформатора
- •Таблиця в2. Конструктивні дані досліджуваного трансформатора
- •Таблиця в3. Техніко-економічні дані
7.9. Определение массы стали мс, определение потерь в стали и тока холостого хода.
7.9.1. Масса активной стали МС трансформатора в кг:
;
Масса стержней:
кг.
Масса ярм:
7.9.2. Удельные потери в МС для индукции:
Тл Вт/кг.
Масса углов МС:
кг.
Удельные потери с учётом добавочных потерь:
Вт/кг.
Потери в стали МС учётом добавочных потерь:
Вт.
Активная составляющая тока холостого хода:
%.
Реактивная составляющая тока холостого хода:
;
ВАр.
%.
где ВА/кг для Тл.
ВА/кг для Тл.
ВА/мм2 для Тл.
Ток холостого хода:
%.
Удельная намагничивающая мощность с учётом увеличения её за счёт немагнитных зазоров.
;.
7.10. Расчет механических напряжений в обмотках
7.10.1. Ударное значение тока внезапного короткого замыкания:
7.10.2. Радиальная сила, действующая на обмотки при коротком замыкании:
7.10.3. Напряжение на разрыв в проводнике обмотки:
,
что значительно ниже допустимого значения.
7.11. Тепловой расчет обмоток
7.11.1. Плотность теплового потока по поверхностям обмотки НН:
.
7.11.2. То же для обмотки ВН:
.
7.11.3. Средняя тепловая нагрузка обмоток:
,
что отличается от предварительного значения на:
7.11.4. Перегрев обмотки НН над температурой масла:
.
7.11.5. Перегрев обмотки ВН над температурой масла:
.
7.11.6. Внутренний перепад температуры в обмотке НН:
.
7.11.7. Потери, выделяющиеся в общего объема обмотки ВН:
.
Условная теплопроводность обмотки ВН:
.
Средняя теплопроводность обмотки:
Внутренний перепад температуры в обмотке ВН :
;
7.11.8. Средний температурный перепад в обмотке в обмотке ВН:
7.11.9. Превышение температуры обмотки ВН над средней температурой масла:
7.11.10. Превышение температуры обмотки ВН над средней температурой масла:
7.12. Тепловой расчет бака
7.13. Экономический расчет
7.13.1. Из таблицы Б2 стоимость 1 кг провода марки АПБ обмотки НН
сечением более 30 мм2
Для провода АПБ обмотки ВН диаметром 3,53мм
7.13.2. Масса обмоток трансформатора с изоляцией
Стоимость обмотки НН с изоляцией
Стоимость обмотки ВН с изоляцией
Стоимость трансформатора
7.13.3. Коэффициент, учитывающий стоимость компенсации реактивной энергии холостого хода
.
7.13.4. Приведенные затраты на трансформацию электроэнергии
Удельная стоимость приведенной массы трансформатора
.
Отношение стоимости 1кг обмотки и МС
где, средняя цена обмоточного провода в трансформаторе:
Условная приведенная масса активных материалов
Приведенные затраты на трансформацию (по 2.15)
Капитализированные затраты (по 2.20.):
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Балашов К.К., Пуйло Г.В. Проектирование трансформаторов Ч. 2. Учеб. пособие для студентов электротехнических специальностей. – Одесса: ОПИ, 1975. – 143 с.
Силовые трансформаторы. Справочная книга / под ред. С.Д.Лизунова, А.К. Лоханина М.: Энергоиздат. 2004, - 616 с.
Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.
ДСТУ 3270-95. Силовые трансформаторы. Термины и определения.
Методические указания по применению диалоговой подсистемы оптимизационных расчетов трансформаторов на ЭВМ / С.И. Крысенко, Г.В. Пуйло, В.П. Чайковский. – Одесса: ОПИ, 1987. – 44 с.
Методические указания по проектному синтезу и анализу трансформаторов средствами САПР / Г.В.Пуйло, С.И.Крысенко, В.П.Чайковский. – Одесса: ОГПУ, 1995. – 42 с.
Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов: Учеб. пособие. – М.: Энергоатомиздат. 1986. – 528 с.
Методичні вказівки до лабораторних робіт з автоматизованного проектного синтезу, аналізу та оптимізації електромагнітних перетворювачів енергії.(Г.В.Пуйло, В.В.Тонгалюк), Одеса: ОНПУ, 2007. – 40 с. Електронна версія. МВ 02524, №2995-РС-2007.
Пуйло Г.В., Чайковский В.П., Насыпана Е.П. Основы автоматизированного проектирования ЕМП и ЕМС. Одесса: ОНПУ, 2009. – 145с. КЛ
Методические указания по курсовому и дипломному проектированию силовых трансформаторов с цилиндрическими слоевыми обмотками и масляным охлаждением. /Г.В.Пуйло, С.И.Крысенко. Одесса: ОГПУ.- 2000- 65с.
Пуйло Г.В., Якімець А.М. Методи оптимізації. Одеса: ОНПУ.- 2008- 120с.
Конспект лекций на электронных носителях. КЛ 02854, №3072-РС-2008.
Голунов А.М., Сещенко Н.С. Охлаждающие устройства масляных трансформаторов. М.: «Энергия», 1976.-216с.
Приложения