РГР. Расчет трехфазного сухого силового трансформатора
 Скачать 443.01 Kb.
|
|
Расчет трехфазного сухого силового трансформатора Вариант № 4 Содержание Введение 1. Исходные данные 2. Расчет основных электрических параметров 3. Выбор изоляции 4. Определение основных размеров трансформатора 5. Предварительный расчет обмоток 6. Расчет обмоток 7. Расчет обмотки низшего напряжения 8. Расчет обмотки высшего напряжения 9. Расчет параметров короткого замыкания 10. Определение размеров магнитной системы и параметров холостого хода 11. Оценка результатов, выводы Сводка всех заданных и рассчитанных величин Литература ВВЕДЕНИЕ Трансформаторы – электромагнитные статические преобразователи электрической энергии. Основное назначение трансформаторов – изменять напряжение переменного тока. Они применяются также для преобразования числа фаз и частоты. Наибольшее распространение имеют силовые трансформаторы напряжения, которые выпускаются электротехнической промышленностью на мощности свыше миллиона киловольт-ампер и на напряжения до 1150 – 1500 кВ. Для передачи и распределения электрической энергии необходимо повысить напряжение турбогенераторов и гидрогенераторов, установленных на электростанциях, с 16 – 24 кВ до напряжений 110, 150, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ, используемых в линиях электропередачи, а затем снова понизить до 35, 10, 6, 3, 0,66, 0,38 и 0,22 кВ, чтобы использовать энергию в промышленности, сельском хозяйстве и в быту. Так как в энергетических системах имеет место многократная трансформация, мощность трансформаторов в 7 – 10 раз превышает установленную мощность генераторов на электростанциях. Силовые трансформаторы выпускаются в основном на частоту 50 Гц. Трансформаторы малой мощности широко используются в различных электротехнических установках, системах передачи и переработки информации, навигации и других устройствах. Диапазон частот на, которых могут работать трансформаторы, – от нескольких герц до 105 Гц. По числу фаз трансформаторы делятся на однофазные, двухфазные, трехфазные и многофазные. Трансформаторы имеют две или несколько обмоток, индуктивно связанных друг с другом. Обмотки, потребляющие энергию из сети, называются первичными. Обмотки, отдающие электрическую энергию потребителю, называются вторичными. В зависимости от соотношения напряжений на первичной и вторичной обмотках трансформаторы делятся на повышающие и понижающие. В повышающем трансформаторе первичная обмотка имеет низкое напряжение, а вторичная высокое. В понижающем трансформаторе, наоборот, вторичная обмотка имеет низкое напряжение, а первичная – высокое. Трансформаторы, имеющие одну первичную и одну вторичную обмотки, называется двухобмоточным. Достаточно широко распространены трехобмоточные трансформаторы, имеющие на каждую фазу три обмотки. Например, две на стороне низкого напряжения, одну – на стороне высокого напряжения или наоборот. По конструкции силовые трансформаторы делят на два основных типа масляные и сухие. В масляных трансформаторах магнитопровод с обмотками находится в баке, заполненном трансформаторным маслом, которое является хорошим изолятором и охлаждающим агентом. Сухие трансформаторы охлаждаются воздухом. Они применяются в жилых и промышленных помещениях, в которых эксплуатация масляного трансформатора является нежелательной. В данной работе рассчитывается сухой трехфазный понижающий трансформатор. 1. Исходные данные Поместим исходные данные для расчета трансформатора в таблицу 1. Исходные данные выбираются в соответствии с заданным вариантом из таблицы 1 методических указаний к выполнению курсовой работы «Расчет трехфазного сухого силового трансформатора». Таблица 1 – Исходные данные
Выбранные параметры (предварительно, п. 6.1): - магнитопровод плоский шихтованный из холоднокатаной рулонной стали 3405 и толщиной 0,35; - конструкция магнитопровода с креплением ярма балками и прессованием стержня расклиниванием для диаметра стержня до 0,22 м и креплением бандажами из стекловолокна свыше 0,22 м; - материал обмоток: медь; - план шихтовки магнитной системы с косыми стыками в 4-х и прямыми в 2-х углах; - технология изготовления пластин: со срезанием заусенцев после резки без отжига, изоляция пластин лаком; - форма ярма: ступенчатая;  Рисунок 1. Сечение ярма - технология сборки магнитной системы на горизонтальном столе с последующей расшихтовкой верхнего ярма для установки катушек; - плотность тока обмоток: ВН до 2,7 А/мм2, НН до 2,7 А/мм2; - конструкция катушек НН: цилиндрическая двухслойная для  из прямоугольного провода;- конструкция катушек ВН: цилиндрическая многослойная (из круглого провода) для ;- минимальную ширину канала между слоями обмоток 4 мм (если большая ширина не потребуется по условиям охлаждения; - амплитуда индукции Bc в стержне магнитопровода (предварительно) 1,5 Тл; - класс изоляции: В (допустимое превышение температуры 60˚С); - расчетная температура: 75 0 С. Расчет трансформатора выполнен в соответствии с методическими указаниями к выполнению курсовой работы «Расчет трехфазного сухого силового трансформатора». 2. Расчет основных электрических параметров 2.1 Мощность на 1 стержень  2.2 Фазные напряжения и токи обмоток: Сторона НН (Y)   Сторона ВН (Δ)   2.3 Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания   3. Выбор изоляции Минимальные изоляционные расстояния обмотки ВН определим из табл.3 методических указаний, а также минимальные изоляционные расстояния обмотки НН определим из табл. 3 и 4. Определенные минимальные изоляционные расстояния для обмоток ВН и НН поместим в таблицу 2. Таблица 2 – Минимальные изоляционные расстояния для обмоток ВН и НН
Выбор расстояний обусловлен значениями UНН и UВН. 4. Определение основных размеров трансформатора а) Определение диаметра d стержня:  где:  – отношение средней длины окружности обмоток (длины витка) к высоте обмотки (таблица 5 методических указаний); – общий коэффициент заполнения сталью площади круга (см таблицу 5 методических указаний); - коэффициент Роговского (приложение 2 методических указаний); =50 Гц – частота сети;  м (см таблицу 2 курсовой работы); где К = 0,6 (см таблицу 5 методических указаний);   Таким образом, расчетный диаметр равен:  Округлим значение диаметра до стандартного: d = 0,18 м; Найдем уточненное значение   б) Определение среднего диаметра витка D1,2 и среднего диаметра обмоток НН и ВН (Dср,1 и Dср,2)       в) Определение (предварительно) высоты обмоток НН и ВН:   г) Определяем активное сечение стержня (предварительно):   5. Предварительный расчет обмоток а) Определение ЭДС витка   Проверяем соответствие величины uкр рассчитанному значению 4,0 %   Следовательно, расчет можно продолжить; б) Определение числа витков обмоток НН и ВН: НН   Нужно округлить до целого четного, получаем: W1 = 14 витков. ЭДС витка после округления:   ВН   в) Разделение заданных потерь Pк между обмотками, то обеспечит примерно равную плотность тока в них:     Определение площади сечения провода для обмоток НН и ВН:  где pt = 21,35∙10-9 Ом/м – удельное сопротивление материала обмотки (см для меди из таблицы 8 методических указаний).    Определение расчетных плотностей тока:     г) видим, что плотность тока превышает допустимую, следовательно, расчет нужно повторить, уменьшив величину диаметра стержня d до следующего нормализованного значения. Выбираем d = 0,12 м и корректируем значения:                    что меньше допустимой величины, то есть расчет можно продолжить. д) Определения числа реек для крепления обмотки Для трансформатора мощностью 100 кВ∙А рекомендовано число реек равное 6 (см таблицу 5 методических указаний). Ширина рейки для обмотки НН:   Ширина рейки для обмотки ВН   6. Расчет обмоток а) Определение фактической ширины охлаждающих каналов для обмоток НН и ВН     Допустимая плотность теплового потока для обмоток при классе изоляции В равна: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||