Методическое пособие Самара Самарский государственный

• Название: Методическое пособие Самара Самарский государственный
• Дата: 27.05.2022
• Размер: 2.44 Mb.
• Имя файла: transform.docx
• Тип: Методическое пособие; #552377
• страница: 2 из 23

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

В учебных целях необходимо рассчитать трансформатор применительно к требованиям стандарта или трансформатор, являющийся промежуточным типом в уже известной серии, и поэтому для его расчета исходными данными являются:

• 
  тип трансформатора (например, ТМ-2500/35: это значит, что номинальная мощность трансформатора S=2500 кВА и линейное напряжение обмотки высшего напряжения ВН U₂=35 кВ);
  
• 
  номинальная мощность S, кВ∙А;
  
• 
  число фаз m;
  
• 
  частота f, Гц;
  
• 
  линейное напряжение U₂ обмотки ВН, В;
  
• 
  линейное напряжение U₁ обмотки НН, В;
  
• 
  схема соединения обмоток Δ или Υ, обычно обозначаются как Д или У;
  
• 
  способ охлаждения (масляное или воздушное);
  
• 
  характер нагрузки (длительная, кратковременная или повторнократковременная), обычно принимается длительная;
  
• 
  – установка наружная или в помещении;
  
• 
  регулировка напряжения (указывается тип регулятора напряжения в задании);
  
• 
  напряжение короткого замыкания и_к, %;
  
• 
  ток холостого хода i_о, %;
  
  • 
    потери короткого замыкания Р_к, Вт;
    
  • 
    потери холостого хода Р_х, Вт.
    

Если потери короткого замыкания и холостого хода не даны в задании, то их необходимо определить из табл. П1.1, П.1.2, П1.3.


Задание на курсовой проект студент определяет, пользуясь табл. П2.1, по двум последним цифрам зачетной книжки.

Внимание:

2. РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОБМОТОК

Расчёт проводится для трёхфазных трансформаторов. Прежде чем приступить к расчету, необходимо выбрать магнитную систему и обмотки, руководствуясь [1]. Проектирование производим по общему методу, поэтому принимаем плоскую шихтованную магнитную систему стержневого типа со ступенчатой формой поперечного сечения стержня вписанной в окружность и концентрические обмотки из медного или алюминиевого провода в виде круговых цилиндров (рис. 2.1). Магнитная система собирается из плоских пластин холоднокатаной электротехнической стали.

Расчет электрических величин производим в следующем порядке.

1. 
   Мощность одной фазы трансформатора
   

S_ф S / m , (кВ∙А), где m– число фаз трансформатора.

2. 
   Мощность одного стержня трансформатора
   

S^  S/ c,(кВ∙А),

где с – число активных стержней трансформатора.


Р и с. 2.1. Плоская шихтованная магнитная система трехфазного трансформатора с обмотками:

1 – ярмо; 2 – стержень; 3 – сечение стержня; 4 – угол магнитной системы

3. 
   Номинальные линейные токи трансформатора
   

1
_I S10^{3 ,}

I₂ 

, ( А).

4. 
   Фазные токи на стороне ВН:
   

• 
  при соединении в Y
  

I_ф2  I₂ , (А);

• 
  при соединении в Δ
  

I_ф2  I₂ / , (А).

5. 
   Фазные токи на стороне НН:
   

• 
  при соединении вY
  

I_ф1 = I₁, (А);

• 
  при соединении в Δ
  

I_ф1 I₁/ , (А).

6. 
   Фазные напряжения на стороне ВН:
   

• 
  при соединении в Y
  

• 
  при соединении в Δ
  

U_ф2  U₂ /

, (В);

U_ф2  U₂ , (В).

7. 
   Фазные напряжения на стороне НН:
   

• 
  при соединении в Y
  

• 
  при соединении в Δ
  

U_ф1 U₁/

,(В);

U_ф1  U₁ ,(В).

По табл. П1.4 определяем испытательные напряжения для обмоток трансформатора:

• 
  для обмотки ВН
  

• 
  для обмотки НН
  

U_исп2 ,(кВ);
U_исп1 ,(кВ).

По табл. П1.5 выбираем тип обмоток и схемы ответвлений (рис.2.2) [1]: обмотка ВН при полученных значениях U₂ и I₂ и обмотка НН при полученных значениях U₁ и I₁.

Р и с. 2.2. Различные схемы ответвлений в обмотке ВН при регулировании напряжения без возбуждения ПБВ

Схема ответвлений рис.2.2, а применяется для многослойной цилиндрической обмотки до 160 кВ∙А при соединении в Υ и допускает использование наиболее простого, одного на три фазы, дешевого переключателя. Схема рис.2.2, б используется в трансформаторах от 250 кВ∙А и выше. По схеме рис.2.2, в (при соединении в Δ не применяется) может выполняться регулирование при многослойной цилиндрической катушечной и непрерывной катушечной обмотке при номинальном напряжении до 38,5 кВ, а по рис. 2.2, г – от 3 до 220 кВ.

Для испытательного напряжения обмотки ВН U_{исп 2} (кВ) по табл. П1.6 находим изоляционные расстояния ℓ₀₂(м); а₁₂(м); а₂₂(м)(см. рис. 2.1 и 3.3).Все линейные величины необходимо перевести в метры.

Для испытательного напряжения обмотки НН U_{исп 1} (кВ) по табл. П1.7 находим изоляционное расстояние а₀₁(м).

При регулировании напряжения по схеме на рис. 2.2, в и г в месте разрыва обмотки в середине ее высоты образуется изоляционный промежуток в виде горизонтального радиального масляного канала.Иногда этот канал заполняется набором шайб, изготовленных из электроизоляционного картона. Размер этого промежутка по схеме рис. 2.2, в определяется половиной напряжения фазы обмотки, а по схеме рис. 2,2, г – примерно 0,1 напряжения фазы. Увеличение этого промежутка нежелательно, так как приводит к существенному увеличению осевых механических сил в обмотках при коротком замыкании, возрастающих также и с ростом мощности трансформатора. Именно это обстоятельство ограничивает применение схемы рис. 2.2, в напряжением не выше 38,5 кВ и мощностью не более 1000 кВ∙А. Размер изоляционного канала в месте разрыва обмотки и его заполнение определяются в соответствии с выражением


1000

к
h 3  ^{2 Uкат}10^3 , (м).