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: I =  I1 ном  = 18,6 А

 

2.8 Номинальный фазный ток НН: I =  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: 122;