Выбор конструкции сердечников
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Кафедра микропроцессорных средств автоматизации
КУРСОВАЯ РАБОТА
| по дисциплине _______«Электрические машины»_______________ __________________________________________________________ Тема: ___________«Расчет силового трансформатора»____________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ Вариант 14 |
| Выполнил студент гр. _ ЭС-11-1бз __ __________С (Фамилия И.О.) _____________12_____________ (номер зачетной книжки) _________________________________ (дата, подпись) Проверил ____доцент______________ (должность) __________Кузнецов М.И.__________ (Фамилия И.О) _________________________________ (оценка) _________________________________ (дата, подпись) |
Пермь 2013 г.
Содержание:
| 1 | Задание на расчет | 3 |
| 2 | Расчет основных электрических величин | 4 |
| 3 | Выбор главных размеров | 5 |
| 4 | Выбор конструкции сердечников | 5 |
| 5 | Выбор конструкции изоляции и минимально допустимых изоляционных расстояний | 7 |
| 6 | Выбор и расчет обмоток | 8 |
| 7 | Расчет обмотки низкого напряжения | 8 |
| 8 | Расчет обмотки высокого напряжения | 9 |
| 9 | Вес меди обмоток | 11 |
| 10 | Электрические потери в обмотках | 11 |
| 11 | Расчет параметров короткого замыкания | 12 |
| 12 | Расчет напряжения короткого замыкания | 14 |
| 13 | Расчет потерь и тока холостого хода | 14 |
| 14 | Расчет потерь холостого хода | 16 |
| 15 | Расчет КПД трансформатора и падения напряжения при нагрузке | 16 |
| 16 | Тепловой расчет трансформатора | 18 |
| 17 | Определение веса масла и размера расширителя | 21 |
| 18 | Технико-экономические показатели | 21 |
| Список литературы | 22 |
|
|
|
Задание на расчет
Требуется рассчитать конструкцию и параметры силового трансформатора со следующими параметрами:
1.1 Мощность трансформатора SH = 320 кВА;
1.2 Число фаз m = 3;
1.3 Частота f = 50 Гц;
1.4 Высокое напряжение UBH = U1 = 10000 В;
1.5 Низкое напряжение UHH = U2 = 400 В;
1.6 Схема соединения обмоток «звезда – звезда с нулевым проводом - 12»;
1.7 Потери короткого замыкания PK = 6070 Вт;
1.8 Потери холостого хода PХ = 1600 Вт;
1.9 Напряжение короткого замыкания UK = 5,5%.
Расчет основных электрических величин
2.1 Мощность одной фазы: Sф = 
= 
= 106,6 кВА
2.2 Мощность на один стержень: S’ = 
= = 106,6 кВА
2.3 Фазное напряжение ВН: 
В
2.4 Фазное напряжение НН: 
В
2.5 Номинальный ток ВН: I1 ном = 
= 
= 18,6 А
2.6 Номинальный ток НН: I2 ном = 
= 
= 508,08 А
2.7 Номинальный фазный ток ВН: I1ф = I1 ном = 18,6 А
2.8 Номинальный фазный ток НН: I2ф = I2 ном = 508,08 А
|
|
|
2.9 Испытательные напряжения обмоток:
2.9.1 для обмотки ВН U1исп = 35000В
2.9.2 для обмотки НН U2исп= 5000В
2.10 По потерям короткого замыкания определим активную и реактивную составляющие напряжения короткого замыкания в %.
2.10.1 Активная составляющая напряжения короткого замыкания
Ua = 
= 
= 1,89 %
2.10.2 Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания
Up = 
= 
= 5,16%,
где UК - напряжение короткого замыкания трансформатора.
Выбор главных размеров
3.1 Выбор основных размеров магнитной системы с основными размерами обмоток определяет главные размеры активной части всего трансформатора.
3.2 Диаметр окружности, в которую вписано ступенчатое сечение стержня – d,
3.3 Высота обмотки (осевой размер) – l, 
, откуда 
3.4 Средний диаметр канала рассеяния – d1.2 (длина окружности канала между обмотками – 
).
3.5 Приблизительные соотношения:
ЭДС одного витка обмотки 
;
3.6 
– отношение средней длины витка обмотки к высоте обмотки, 
, отсюда радиальный размер может меняться от 
до 
.
Выбор конструкции сердечников
4.1 Диаметр стержня – d, поперечное сечение которого выполняется в виде ступенчатой фигуры, вписанной в окружность.
|
|
|
4.2 Число ступеней в сечении стержня, равное –6, (определяем в зависимости от мощности трансформатора по таблице 2.1[2]). Число ступеней стержня считается по числу углов в одной четверти круга.
4.3 ККР = 0,913 – коэффициент заполнения площади круга площадью ступенчатой фигуры (определяем по таблице 2.1[2]).
4.4 Ориентировочный диаметр стержня равен: d = 0,16 – 0,18 м (определяем по таблице 2.5[1]).
4.5 Марку стали выбираем по таблице 2.5[2] – 3405, толщина 0,35 (мм).
4.6 К3 = 0,97 – коэффициент заполнения площади ступенчатой фигуры сталью, учитывая толщину изоляционного слоя и не плотность запрессовки листов, выбираем по таблице 2.7[2].
4.7 Форма поперечного сечения ярма выбирается более простой, чем поперечное сечение стержня. Активное сечение ярма принимают равным сечению стержня или для уменьшения потерь и тока холостого хода берут на 5 – 15 % больше сечения стержня:
4.8 Число ступеней в сечении ярма: 5 – по таблице 2.8[2].
4.9 КД = 1,025 – коэффициент усиления ярма по таблице 2.8[2].
4.10 Способ запрессовки стержней выбирается по таблице 2.8[2], т.е. прессовка стержней осуществляется расклиниванием с обмоткой. Прессовка ярм осуществляется балками, стянутыми шпильками, расположенными вне ярма.
4.11 Выбор марки стали и вида меж листовой изоляции.
|
|
|
4.12 Магнитная система выполнена из стали 3405, выбранной по таблице 2.5[1]. Толщина межслойной изоляции – односторонняя оклейка листов стали бумагой толщиной 0,35(мм).
4.13 Общий коэффициент заполнения стали: КС = ККР * К3 = 0,913 * 0,97 = 0,89.
4.14 Выбор индукции в стержне: ВС = 1,45(Тл) по таблице 2.9[2].
4.15 Диаметр стержня:
4.15.1 Значение 
приближенно равно отношению средней длинны витка двух обмоток к 
трансформатора к их высоте 
и определяет соотношение между шириной и высотой трансформатора. 
оптимальные значения выбираются по таблице 12.1[2], 
– для меди.
4.15.2 а1 – ширина обмотки НН, а2 – ширина обмотки ВН, a12 = 9(мм) – минимальная ширина канала рассеяния – выбираем по таблице 4.5[2].
4.15.3 
– приведенная ширина двух обмоток, К = 0,4 выбираем по таблице [2] т.к. S’ > 100 кВА.
4.15.4 
– приведенная ширина канала рассеяния.
4.15.5 Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному полю можно приближенно принять равным 
=0,95.
4.15.6 Диаметр стержня: 
, где f = 50 (Гц).
4.16 Средний диаметр канала рассеяния: d=d+2a01+2a1+a12
4.17 а01 = 0,5 (мм) = 5 (см) по таблице 4.4[2];
4.18 
, где 
для трансформаторов с напряжением до 35 кВ: 
.
4.19 d1.2= d + 2 а01 + 2 а1 + а12 = 26,02 + 2 * 0,5 + 2 * 1,77 + 0,9 = 31,46 (см).
4.20 Высота (осевой размер) обмотки – 
4.21 Активное сечение стержня (чистое сечение стали):
.
4.22 Электродвижущая сила одного витка:
.
4.23 Число витков в обмотке НН: 
.
4.24 Уточнение ЭДС одного витка: 
.
4.25 Уточнение индукции в стержне: 
.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 276; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!