Расчёт основных электрических величин трансформатора.

Кафедра: электрические машины

 

КУРСОВОЙ ПРОЭКТ

 

 по дисциплине: электрические машины

на тему: РАСЧЁТ ТРЁХФАЗНОГО СИЛОВОГО МАСЛЯНОГО ДВУХОБМОТОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

 

 

 

 

проверил:                                                                                                      выполнил:

                                                                                                                       студент

Монгилёва А.А                                                                                            Субхангулов В.Р.

                                                                                                                      шифр:01/05-В-922  

 

Екатеринбург

2006

РЕФЕРАТ

В курсовом проекте содержится:

Страниц

Рисунков

Таблиц

В данном курсовом проекте приведён расчёт трехфазного трансформатора,

определены основные, выбрана изоляция, произведён расчет обмоток низкого и высокого напряжения, определены потери, выполнен тепловой расчёт.

Ключевые слова: трёхфазный силовой масляный трансформатор, мощность, ток, ярмо, стержень, отвод, сердечник, электрические потери, канал рассеивания.

 

 

Содержание

1.	Расчет основных электрических величин трансформатора
2.	Определение основных раземров трансформатора
3.	Изоляция
4.	Расчет обмотк ВН и НН
5.	Определение потерь короткого замыкания
6
7.
8.	Определение напряжения короткого замыкания
9.	Определение механических сил в обмотках
10.	Определение размеров магнитной системы
11.	Расчет массы магнитной системы
12.	Потери холостого хода трансформатора
13.	Определение тока холостого хода
14.	Тепловой расчет трансформатора
15.	Проверочный тепловой расчет обмоток
16.	Тепловой расчет бака
17.	Окончательный расчет превышения температуры обмоток и масла
18.	Приблизительное определение массы конструктивных материалов и масла трансформатора
19.	Список литературы

Задание на курсовой проект

Необходимо спроектировать трёхфазный силовой масляный двухобмоточный трансформатор с параметрами, удовлетворяющие ГОСТ 11677 – 85 и ГОСТ 11920 – 73, которые должны быть получены с заданной точностью. 

Исходные данные:

Номинальная мощность: S = 63 кв∙А

Номинальное напряжение обмотки ВН: U_2л =  10 кв

Номинальное напряжение обмотки НН: U_1л = 6,3 кв

Потери холостого хода: P₀ = 1,28 квт

Потери короткого замыкания: P_к = 1,28 квт

Напряжение короткого замыкания: u_к = 4,5%

Ток холостого хода: I₀ = 2.8%

Материал – алюминий

Схема включения – У/Д – 11

 

Расчёт основных электрических величин трансформатора.

1.Мощность одной фазы, кВ∙А

 ;

где m = c = 3 – число активных стержней трансформатора.

 

2.Мощность на один стержень, кВ∙А  

;

3.Номинальный  ток высокого напряжения (ВН), А

;

4.Номинальный ток  низкого напряжения (НН), А

;

5.Номинальный фазный ток ВН, А :

Для соединения обмоток в звезду

6. Номинальный фазный ток НН, А :

Для соединения обмоток в треугольник

;

7.Фазное напряжение ВН , В :

Для соединения в звезду

 ;

8. .Фазное напряжение НН , В :

Для соединения в треугольник

 

 

9. Испытательное напряжение обмоток, кВ

По таблице на стр.5 (Расчет конструирование трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год)

а) для обмотки ВН -

б) для обмотки НН -

10. Заданная величина активной составляющей напряжения короткого замыкания, %,

;

11. Заданное значение реактивной составляющей напряжения короткого замыкания, %,

;

 

Полученные значения  заносим в таблицу 1

 

Таблица №1

Sф, кв∙А	S', кв∙А	I1, А	I2, А	I1ф, А	I2ф, А	U1ф, кв	U2ф, кв	U1исп, кв	U2исп, кв	uр, %
21	21	5,77	3,63	3,33	3,63	6,3	5,8	25	35	4

 

 

Главные размеры

 

 

 

a₁₂ = 1,2

 

Рисунок 1 - Основные размеры трансформатора

1.Диаметр описанной окружности стержня магнитопровода , см,

,

Принимаем d = 14 см (Расчет конструирование трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год, таб.1 с 6), число ступеней – 6

2.Коэффициент заполнения сталью

 ,

 Где  k_кр – коэффициент заполнения площади круга площадью ступенчатой фигуры,  

     k_з – коэффициент заполнения площади ступенчатой фигуры сталью

Значения выбираем из таб. 2,3 (Расчет конструирование трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год, с7)

k_кр = 0,915

k_з = 0,95

3. Активное сечение стержня, см²,

,

4. Средний диаметр канала рассеяния, см,

Размер каналов a₀₁, a₁₂ определяем по табл. 5,6 3 (Расчет конструирование трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год, с11)

a₀₁= 1,5 см

a₁₂ = 1,2 см

Ширина обмоток НН и ВН предварительно рассчитываем по формуле, см,

, 1,3

5. Высота обмотки, см,

, ,

 

6.Индукция в стержне:

7.Электродвижущая сила ЭДС одного витка, В/вит,

,

8.Число витков в обмотке НН

,

9.Уточнение ЭДС одного витка, В/Вит,

,

10.Уточнение индукции в стержне, Гс,

,

 

Полученные размеры заносим в таблицу 2

d, см	d12, см	а01, см	а1, см	а12, см	а2, см	l, см	lc, см	l01, см	l02, см	hя, см
14	20,8	1,5	1,3	1,2	1,3	43,5	44,5	5	5	14,5

 

 

Изоляция

Главными задачами при проектировании изоляции трансформатора яв­ляются выбор принципиальной конструкции изоляции, выбор изоляционных материалов, заполняющих изоляционные промежутки, и размеров изоляци­онных промежутков.

Изоляция в трансформаторе разделяет части, находящиеся под напря­жением между собой, и отделяет их от заземленных частей. В силовых трансформаторах изоляция выполняется в виде конструкций из твердых ди­электриков - электроизоляционного картона, кабельной бумаги, лакотканей, дерева, текстолита, бумажно-бакелитовых изделий, фарфора и других мате­риалов. Части изоляционных промежутков, не заполненных твердым диэлек­триком, заполняются жидким диэлектриком - трансформаторным маслом.

Для упрощения расчета и стандартизации требований, предъявляемых к электрической прочности изоляции готового трансформатора, электрический расчет изоляции производится так, чтобы она могла выдержать приемосда­точные и типовые испытания, предусмотренные соответствующими нормами. Нормы испытаний составлены с учетом возможных в практике значений, длительности и характера электрических воздействий, содержат необходи­мые запасы прочности и закреплены в ГОСТ.

Испытательное напряжение обмоток в зависимости от класса изоляции и рабочего напряжения выбираются по таблице.

При этом в трансформаторах можно использовать материалы класса нагревостойкости А, допускающего температуру до 105° С.