- •2.4 Выбор конструкции и определение размеров основных изоляционных промежут-
- •Введение
- •Исходные данные
- •3. Расчет обмоток нн и вн.
- •3.1. Выбор типа обмоток нн и вн.
- •3.2. Расчет обмотки нн.
- •3.3 Расчет обмотки вн.
- •4. Определение характеристик короткого замыкания.
- •4.1. Определение потерь короткого замыкания.
- •4.2. Определение напряжения короткого замыкания.
- •4.3 Определение механических сил в обмотках.
- •5. Окончательный расчет магнитной системы. Определение характеристик холостого хода.
- •5.1. Определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма.
- •5.2. Определение веса стержня и ярм и веса стали.
- •5.3 Определение потерь холостого хода.
- •5.4 Определение тока холостого хода.
- •6. Тепловой расчет и расчет охладительной системы
- •6.1 Поверочный тепловой расчет обмоток
- •6.2 Расчет охладительной системы (бака и охладителей)
- •6.3 Определение превышения температуры обмоток и масла над воздухом.
- •6.4 Определение веса масла и основных размеров расширителя
СОДЕРЖАНИ
ВВЕДЕНИЕ 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 3
1.Определение основных электрических величин 3
1.1 Определение линейных и фазных токов и напряжений обмоток ВН и НН. 3
1.2. Определение испытательных напряжений обмоток. 4
1.3. Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. 5
2. Расчет основных размеров трансформатора. 5
2.1 Выбор схемы и конструкции сердечника. 5
2.2.Выбор марки и толщины листов стали и типа межлистовой изоляции. Выбор индукции в сердечнике. 6
2.3 Выбор материала обмоток. 6
2.4 Предварительный расчет трансформатора и выбор коэффициента соотношения основных размеров 6
2.5 Определение диаметра стержня и высоты обмотки. Предварительный расчет сердечника. 6
3. Расчет обмоток НН и ВН. 8
3.1. Выбор типа обмоток НН и ВН. 8
3.2. Расчет обмотки НН. 9
3.3 Расчет обмотки ВН. 10
4. Определение характеристик короткого замыкания. 13
4.1. Определение потерь короткого замыкания. 13
4.2. Определение напряжения короткого замыкания. 15
4.3 Определение механических сил в обмотках. 16
5. Окончательный расчет магнитной системы. Определение характеристик холостого хода. 18
5.1. Определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма. 18
5.2. Определение веса стержня и ярм и веса стали. 20
5.3 Определение потерь холостого хода. 21
5.4 Определение тока холостого хода. 22
6. Тепловой расчет и расчет охладительной системы 24
6.1 Поверочный тепловой расчет обмоток 24
6.2 Расчет охладительной системы (бака и охладителей) 26
6.3 Определение превышения температуры обмоток и масла над воздухом. 29
6.4 Определение веса масла и основных размеров расширителя 30
ВВЕДЕНИЕ 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 3
1.Определение основных электрических величин 3
1.1 Определение линейных и фазных токов и напряжений обмоток ВН и НН. 4
1.2. Определение испытательных напряжений обмоток. 4
1.3. Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. 4
2. Расчет основных размеров трансформатора. 4
2.1 Выбор схемы и конструкции сердечника. 4
2.2. Выбор марки и толщины листов стали и типа междулистовой изоляции. Выбор индукции в сердечнике. 5
2.3 Выбор материала обмоток. 5
2.4 Выбор конструкции и определение размеров основных изоляционных промежут-
ков главной изоляции обмоток. 5
2.5 Предварительный расчет трансформатора и выбор коэффициента соотношения основных размеров . 5
2.6 Определение диаметра стержня и высоты обмотки. Предварительный расчет сердечника. 5
3. Расчет обмоток НН и ВН. 6
3.1. Выбор типа обмоток НН и ВН. 6
3.2. Расчет обмотки НН. 7
3.3 Расчет обмотки ВН. 8
4. Определение характеристик короткого замыкания. 10
4.1. Определение потерь короткого замыкания. 10
4.2. Определение напряжения короткого замыкания. 12
4.3 Определение механических сил в обмотках. 12
5. Окончательный расчет магнитной системы. Определение характеристик холостого хода. 14
5.1. Определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма. 14
5.2. Определение веса стержня и ярм и веса стали. 15
5.3 Определение потерь холостого хода. 16
5.4 Определение тока холостого хода. 17
6. Тепловой расчет и расчет охладительной системы 18
6.1 Поверочный тепловой расчет обмоток 18
6.2 Расчет охладительной системы (бака и охладителей) 20
6.3 Определение превышения температуры обмоток и масла над воздухом. 22
6.4 Определение веса масла и основных размеров расширителя 23l
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 25
Введение
Интенсивный рост энергосистем требует значительного повышения мощности и улучшения качества выпускаемых трансформаторов. Поэтому исключительно важное значение имеет вопрос о рациональном проектировании и производстве трансформаторов общего и специального назначения.
Целью данного курсового проекта является изучение основных методов расчета и конструктивной разработки электрической машины или трансформатора. В курсовом проекте производится расчет основных размеров трансформатора, расчет обмоток, определение характеристик холостого хода и короткого замыкания, расчет магнитной системы, а также тепловой расчет и расчет охладительной системы.
Исходные данные
Вариант |
Тип трансформатора |
Мощность S |
Напряжение |
Потери мощности |
UК |
i0 |
Схема соединения обмоток | ||
Uвн |
Uнн |
PК |
Р0 | ||||||
кВА |
кВ |
КВ |
кВт |
кВт |
% |
% | |||
22 |
16000 |
110 |
22 |
85 |
18 |
10,5 |
0,7 |
Y/ - 11 |
1.Определение основных электрических величин
1.1 Определение линейных и фазных токов и напряжений обмоток ВН и НН.
Мощность одной фазы трансформатора:
кВА.
Мощность на одном стержне:
кВА.
Номинальные (линейные) токи:
А - на стороне ВН.
А - на стороне НН.
Фазные токи:
А - на стороне ВН.
А - на стороне НН.
Фазные напряжения:
кВ - для обмотки ВН.
кВ - для обмотки НН.
1.2. Определение испытательных напряжений обмоток.
Испытанное напряжение трансформатора определяем по табл.4.1.а [2]
Для обмотки ВН (класс напряжения 110 кВ) кВ.
Для обмотки НН (класс напряжения 35 кВ) кВ.
1.3. Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания:
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:
2. Расчет основных размеров трансформатора.
Рис.1. Схематическое изображение трансформатора и его основных размеров.
2.1 Выбор схемы и конструкции сердечника.
Согласно указаниям § 2.3 [2], выбираем трехфазную стержневую шихтованную магнитную систему с косыми стыками.
Сечение стержня по табл.2.5 [2] выбираем с 14 ступенями, без прессующей пластины.
Выбор марки и толщины листов стали и типа межлистовой изоляции. Выбор индукции в сердечнике.
Согласно рекомендациям [2] выбираем марку стали и её параметры. Для изготовления магнитопровода принимаем рулонную холоднокатаную сталь марки 3404 с толщиной листов 0,35 мм с нагревостойким покрытием. Коэффициент заполнения kЗ = 0,96.
Величину индукции принимаем BС = 1,6 Тл.
2.3 Выбор материала обмоток.
В качестве материала для обмоток высокого и низкого напряжения принимаем медный обмоточный провод марки ПБ.
2.4 Предварительный расчет трансформатора и выбор коэффициента соотношения основных размеров
Величина определяет соотношение между шириной и высотой трансформатора. По табл.4.1 [1] в соответствии с классом напряжения трансформатора и его мощностью, принимаем.
2.5 Определение диаметра стержня и высоты обмотки. Предварительный расчет сердечника.
Первый основной размер трансформатора - диаметр стержня сердечника:
, см
где - коэффициент Роговского,
- частота, Гц
- общий коэффициент заполнения активным сечением стали площади круга .
- приведенная ширина канала рассеяния.
следовательно:
см
Тогда диаметр стержня:
cм.
Затем принимается нормализованный диаметр стержня по шкале нормализованных диаметров.
cм
Второй основной размер трансформатора - средний диаметр канала между обмотками:
, см
где - радиальный размер обмотки НН
- коэффициент, согласно указаниям [1] принимаем
см
Следовательно, диаметр канала между обмотками:
см.
Третий основной размер трансформатора - высота обмотки:
см.
Активное сечение стержня:
см2.
ЭДС одного витка:
В.