Техническое задание Содержание проекта Введение

• Название: Техническое задание Содержание проекта Введение
• Дата: 16.03.2023
• Размер: 1.01 Mb.
• Имя файла: kursovaya-rabota-elektricheskie-mashiny-3.docx
• Тип: Техническое задание; #994018
• страница: 2 из 2

Выбираем многослойную цилиндрическую обмотку из прямоугольного провода, изображенную на рис.



рис.
3.2.7 Выбираем реальное сечение проводника



Т.е. реальное сечение обмоточного провода обмотки ВН

3.2.8 Уточняем плотность тока



3.2.9 Определяем число витков в слое



3.2.10 Число слоев в обмотке определяем по наибольшему числу витков



3.2.11 Рабочее напряжение двух слоев, В.



3.2.12 Число слоев кабельной бумаги (толщина 0.12мм) =

3.2.13 Высота межслойной изоляции на торцах обмотки (на одну сторону) = 16мм.

3.2.14 Радиальный размер обмотки без экрана



3.2.15 Радиальный размер обмотки с экраном



3.2.16 Внутренний диаметр обмотки по внутреннему слою проводника



3.2.17 Наружный диаметр обмотки ВН.



Таблица 1.

Наименование	НН	ВН
1. Тип обмотки	Винтовая, двуходовая	Цилиндрическая, многослойная
2. Число витков обмотки
3. Число витков в катушке
4. Количество катушек	1	1
5. Число витков в слое
6. Провод (марка, размер), мм.
7. Сечение провода, мм2
8. Сечение витка, мм2
9. Плотность тока А/мм2
10. Осевой размер обмотки, мм
11. Радиальный размер обмотки, мм
12. Диаметр обмотки, мм наружный внутренний
13. Масса провода, кг
14. Потери в обмотках, Вт

4. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И СТОЙКОСТИ ОБМОТОК ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ.

4.1. Потери короткого замыкания
4.1.1 Основные потери обмотки НН, Вт,



где М_А – масса металла обмотки,


4.1.2 Основные потери обмотки ВН, Вт,



где М_А– масса металла обмотки,



4.1.3 Добавочные потери в обмотке НН,



4.1.4 Добавочные потери в обмотке ВН,



4.1.5 Основные потери в отводах.

Длина отводов для схемы соединения звезда ВН и НН имеют одинаковую длину.

4.1.6 Масса отводов НН, кг,



4.1.7 Потери в отводах НН, Вт,



4.1.6 Масса отводов ВН, кг,



4.1.7 Потери в отводах ВН, Вт,



4.1.8 Потери в стенках бака и других элементах конструкции , Вт,



где к_Б – коэффициент ≈

4.1.9 Полные потери короткого замыкания, Вт,


4.2. Расчет напряжения короткого замыкания.

4.2.1 Определим активную составляющую напряжения короткого замыкания



4.2.2 Определим реактивную составляющую напряжения короткого замыкания



здесь a_P – ширина приведенного канала рассеяния



к_Р – коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеального параллельного поля, вызванное конечным значением осевого размера обмоток H₀ по сравнению с их радиальными размерами ≈0.96.

к_q – коэффициент учета неравномерного распределения витков по высоте.

β – коэффициент учитывающий массогабаритные размеры.



4.2.3 Определим напряжение короткого замыкания


4.3. Расчет механических сил в обмотках.

4.3.1 Установившийся ток короткого замыкания, А,



4.3.2 Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания, А,



где

4.3.3 Определим радиальную силу, Н,



4.3.4 Определим полную осевую силу, Н,



Вторая составляющая осевой силы равна 0, т.к. регулировочные витки располагаются по высоте всего наружного слоя.
4.4. Расчет обмоток на механическую прочность.

4.4.1 Напряжение на сжатие, МПа, в проводе обмотки низкого напряжения.



4.4.2 Напряжение сжатия на прокладках обмотки низкого напряжения



4.5. Расчет температуры нагрева обмоток при коротком замыкании

4.5.1 Температура обмотки ⁰С, через t_к = 4 с. после возникновения короткого замыкания.



Что ниже допустимой температуры для алюминиевой обмотки 200⁰С.

4.5.2. Время достижения температуры 200⁰С, с,



5. РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ
5.1 Определение размеров и массы магнитопровода

Выбираем трехстержневую конструкцию магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и с прямыми на среднем. Прессовку стержня осуществляем бандажами из стеклоленты, ярм – шпильками, проходящими вне активной стали марки 3405 толщиной 0.3 мм.

5.1.1 Расстояние между осями обмоток, см,



По результатам расчета принимаем

5.1.2 Выписываем из таблицы сечение стержня и ярма, объема угла.

П_Ф,С = ; П_Ф,С =

h_Я = ; V_У =

5.1.3 Определяем высоту окна, см,



По результатам расчета принимаем =100см.

5.1.4 Определяем массу угла, кг,



5.1.5 Масса стержней, кг,



5.1.6 Масса ярм, кг,



5.1.7. Масса стали магнитопровода, кг,



5.2 Расчет потерь холостого хода

5.2.1

Среднее значение индукции в углах возьмем равным индукции в стержне



Из таблицы находим значения удельных потерь и коэффициенты увеличения потерь для углов с прямыми и косыми стыками

p_C=

p_Я=

к_кр =

к_к = .

5.2.3 Потери в магнитопроводе, Вт.


5.3 Расчет тока холостого хода трансформатора

5.3.1 Средняя индукция в косом стыке, Тл,



Из таблицы находим значение удельных намагничивающих мощностей стержней, ярм, прямого и косого стыков и коэффициенты увеличения намагничивающей мощности для углов с прямыми и косыми стыками

q_C = . q_З,C= .

q_Я = . q_З,Я =.

q_К,З = . к’_пр =

к_к’=

5.3.2 Полная намагничивающая мощность, ВА,


5.3.3 Относительное значение тока холостого хода, %



что равно заданному.

5.3.4 Относительное значение реактивной составляющей тока холостого хода,%,



5.3.5 Относительное значение реактивной составляющей тока холостого хода.



5.4 Расчет коэффициента полезного действия при номинальной нагрузке.

Принимаем cosφ = 1, что допустимо.




6. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА
6.1.1 Удельная тепловая нагрузка обмотки НН, Вт/м² ,



Коэффициент закрытия поверхности витка



Периметр одного хода, т.е. полувитка, мм,



6.1.2 Удельная тепловая нагрузка обмотки ВН, Вт/м² ,



Коэффициент закрытия поверхности витка



Обмотка намотана на бакелитовый цилиндр и имеет один осевой канал.

6.1.3 Превышение температуры обмоток над температурой масла

Обмотка НН:

Обмотка ВН:

6.1.4 Определяем размеры бака и поверхность охлаждения бака и крышки

Находим ширину бака, см.

где a_0Б – изоляционное расстояние от внешней обмотки до стенки бака.

Определяем длину бака, см.

где А- расстояние между осями стержней магнитопровода.

Определяем глубину бака, см.

где Н – высота окна

h_я – высота ярма

h_я,кр – сумма расстояний от магнитопровода до дна и крышки бака

Гладкий овальный бак





Определяем допустимое среднее превышение температуры масла над воздухом из условия, чтобы температура наиболее нагретой катушки обмоток превышала температуру воздуха не более, чем допускает ГОСТ 11677-85, т.е.



Для этого превышения температуры определяем превышение температуры масла в верхних слоях



Определяем поправку



По таблице определяемq_Б = .

6.1.5 Потери отводимые с поверхности бака,



6.1.6 Потери отводимые с поверхности радиаторов,



6.1.7 Необходимая поверхность радиаторов



По таблице выбираем два радиатора Н_Р = мм; Н_0,Р = мм; с двумя рядами труб П_Р = м²; М_Р = кг; М_М,Р = кг.

6.1.8 Уточняем q_Б , Вт/м² ,



По таблице находим

6.1.9 Определяем превышение температуры обмоток над воздухом.

Обмотка НН и обмотка ВН



7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ТРАНСФОРМАТОРА
7.1 Масса активной части, кг.



7.2 Масса проводов, кг.



7.3 Масса бака с радиаторами, кг.



где



7.4 Общая масса масла, кг.



7.5 Объем бака



7.6 Объем активной части трансформатора



7.7 Общая масса трансформатора



Таблица 2.

Наименование	НН		ВН
1. Мощность одной фазы, кВА.
2. Номинальный линейный ток, А.
3. Номинальный фазный ток, А.
3. Фазные напряжения, В.
4. Активная составл. напряжения КЗ, %.
5. Реактивная составляющая напряжения КЗ, %.
6. Испытательные напряжения, кВ.
7. Диаметр стержня, см.
8. ЭДС витка, В.
9. Высота обмотки, см.
10. Тип обмотки	винтовая, двухходовая.		цилиндрич многослойная.
11. Число витков обмотки
12. Число витков в катушке
13. Количество катушек	1		1
14. Число витков в слое
15. Провод (марка, размер), мм.
16. Сечение провода, мм2
17. Сечение витка, мм2
18. Плотность тока А/мм2
19. Осевой размер обмотки, мм
20. Радиальный размер обмотки, мм
21. Диаметр обмотки, мм наружный внутренний
22. Масса провода, кг
23. Потери в обмотках, Вт
24. Плотность теплового потока, Вт/м2.
25. Основные потери обмотки, Вт.
26. Масса металла обмотки, кг.
27. Добавочные потери в обмотке, кг.
28. Основные потери в отводах, Вт.
29. Масса отводов, кг.
30. Длина отводов, см.
31. Потери в стенках бака, Вт.
32. Полные потери короткого замыкания, Вт.
33. Активная составляющая напряжения, %
34. Реактивная составляющая напряжения, %
35. Установившийся ток КЗ, А.
36. Мгновенное макс. значение тока КЗ, А.
37. Радиальная сила, Н.
38. Полная осевая сила, Н.
39. Напряжение на сжатие, в проводе обм. ,МПа.
40. Напряжение на сжатие, на прокладках обмотки, МПа.
41. Температура обмотки через 4с после возникновения короткого замыкания, С0.
42. Время достижения температуры 200 0С, с.
43. Расстояние между осями обмоток, см.
44. Высота окна, см.
45. Масса угла, кг.
46. Масса стержней, кг.
47. Масса ярм, кг.
48. Масса стали магнитопровода, кг.
49. Сечение стержня, см2.
50. Сечение ярма, см2.
51. Ширина пластин, см.
52. Объем угла, дм3.
53. Индукция в стержнях, Тл.
54. Индукция в углах, Тл.
55. Потери в магнитопроводе, Вт.
56. Средняя индукция в косом стыке, Тл.
57. Полная намагничивающая мощность, ВА.
58. Относительное значение тока ХХ, %.
59. Относительное значение реактивной составляющей тока ХХ, %.
60. Относительное значение активной составляющей тока ХХ, %.
61. Коэффициент полезного действия, %
62. Удельная тепловая нагрузка обмотки, Вт/м2
63. Превышение температуры обмоток над температурой масла, 0 С.
64. Ширина бака, см.
65. Длина бака, см.
66. Глубина бака, см.
67. Потери отводимые с поверхности бака, Вт.
68. Потери отводимые с поверхности радиаторов, Вт.
69. Масса трансформатора, кг.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ