Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья



ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 1 страница

Стр 1 из 5Следующая ⇒


ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Трансформаторы с масляным (№№1-20)

и воздушным (№№21-32) охлаждением,

в которых применены обмотки из алюминия

№ Sн, кВА Uвн, кВ Uнн, кВ Схема и группа Рк.н, кВт Р0н, кВт uк.н, % i0н, %
0,4 Y/Yн-0 1,97 0,33 4,5 2,6
0,23 D/Y-11 1,97 0,33 4,5 2,6
0,4 Y/Yн-0 1,97 0,33 4,5 2,6
0,69 D/Yн-11 1,97 0,42 6,5 2,6
0,23 Y/Y-0 2,65 0,51 4,5 2,4
0,4 Y/Yн-0 2,65 0,51 4,5 2,4
0,69 D/Yн-11 3,1 0,51 4,5 2,4
0,69 D/Yн-11 3,1 0,62 6,5 2,4
0,23 Y/Y-0 3,7 0,74 4,5 2,3
0,4 D/Yн-11 3,7 0,74 4,5 2,3
0,69 Y/Yн-0 3,7 0,74 4,5 2,3
0,69 D/Yн-11 4,2 0,9 6,5 2,3
0,23 Y/Yн-0 5,5 0,95 4,5 2,1
0,4 D/Yн-11 5,5 0,95 4,5 2,1
0,4 Y/Yн-0 5,5 0,95 4,5 2,1
0,69 D/Yн-11 5,9 1,2 6,5 2,1
0,4 Y/Yн-0 7,6 1,31 5,5 2,0
0,69 D/Yн-11 8,5 1,31 5,5 2,0
0,69 Y/Yн-0 7,6 1,6 6,5 2,0
6,3 Y/D-11 7,6 1,6 6,5 2,0
0,38 0,23 Y/Y-0 0,74 0,23 3,2 6,0
0,38 0,23 Y/Y-0 1,3 0,3 3,7 4,0
0,38 0,23 Y/Y-0 1,86 0,53 4,1 4,0
0,38 0,23 Y/Y-0 2,4 0,8 4,3 4,0
0,38 0,23 Y/Y-0 0,67 0,15 5,0 4,5
0,38 0,23 Y/Y-0 0,75 0,23 5,0 6,0
0,38 0,23 Y/Y-0 1,96 0,53 4,8 4,0
0,38 0,23 D/Y-11 2,6 0,8 5,0 4,0
0,4 Y/Yн-0 2,6 0,83 5,5 4,0
0,4 D/Yн-11 3,5 1,05 5,5 3,5
0,4 D/Yн-11 3,3 1,6 5,5 3,0
0,4 D/Yн-11 7,2 2,3 5,5 2,9

 


 

 

электрические машины

Методические указания

к расчету курсового проекта

(курсовой работы) по трансформаторам

 

 


 

В проекте выполняется расчет силового трехфазного трансформатора воздушного (сухого) или масляного охлаждения. Магнитопровод трансформатора трехстержневой, плоский. Рассчитанный трансформатор должен отвечать действующим ГОСТам.

В задании на проектирование трансформатора указываются следующие данные:

1. тип трансформатора, (способ охлаждения) схема и группа соединения обмоток;

2. частота питающей сети  Гц;

3. номинальная мощность трансформатора , кВА;

4. номинальное линейное напряжение обмотки высокого напряжения (ВН) , кВ;

5. номинальное линейное напряжение обмотки низкого напряжения (НН) , кВ;

6. потери короткого замыкания , Вт;

7. потери холостого хода , Вт;

8. напряжение короткого замыкания , %;

9. ток холостого хода , %;

10. режим работы S1 (длительный);

11. изоляция класса А;

12. материал проводников обмоток – алюминий.

Проект состоит из двух частей расчетной и графической.

Расчетная часть включает в себя следующие разделы:

1. Расчет основных электрических величин.

2. Определение основных размеров трансформатора.

3. Расчет обмоток.

4. Расчет потерь короткого замыкания.

5. Расчет напряжения короткого замыкания.

6. Расчет магнитной цепи.

7. Расчет характеристик трансформатора.

По результатам расчета оформляется расчетно-пояснительная записка (формат А-4).

Графическая часть выполняется на листе ватмана (или миллиметровой бумаги) формата А2 и содержит две проекции «Остова с закрепленными обмотками», с разрезами и основными размерами (прил. 2).

 


1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

 

Номинальный (линейный) ток обмотки ВН, А

 

 

Номинальный (линейный) ток обмотки НН, А

 

 

Фазный ток обмотки ВН (действующее значение),

 

 - при соединении в звезду,

 - при соединении в треугольник.

 

Фазный ток обмотки НН (действующее значение), А

 

 - при соединении в звезду,

 - при соединении в треугольник.

 

Фазное напряжение обмотки ВН (действующее значение), В

 

 - при соединении в треугольник,

 - при соединении в звезду.


Фазное напряжение обмотки НН (действующее значение), В

 

 - при соединении в треугольник,

 - при соединении в звезду.

 

Нормированные испытательные напряжения обмоток трансформатора  и определяются по величине заданных линейных напряжений  и  по табл.1.1. При <1кВ  равно: - 5кВ для масляных трансформаторов, - 3кВ для сухих трансформаторов.

 

Нормированные испытательные напряжения силовых трансформаторов

Таблица 1.1

Значение заданного напряжения, кВ
Испытательное напряжение для масляного трансформатора, кВ            
Испытательное напряжение для сухого трансформатора, кВ           -   -

П р и м е ч а н и е: при отличии заданного напряжения от табличного брать ближайшее по значению.

 

Изоляционные расстояния главной изоляции в трансформаторе выбираются в зависимости от испытательных напряжений по табл. 1.2, 1.3

 

Минимальные изоляционные расстояния обмоток НН

Таблица 1.2

Масляные трансформаторы

Мощность ,кВА

, кВ

, мм

Вид изоляции

, мм

 Вид изоляции

25-250

Масляный промежуток и картон,

2х0,5 мм

 

Опорная изоляция из дерева или электрокартона

 

400-630

   5 (прим.1)

 

Принимается равным найденному по

 табл.1.3

 

1000-2500

630-1600

630 и выше

630 и выше

Все мощности

   18;25;35

 

Масляный промежуток с бумажно-бакелитовым цилиндром толщиной

4-6 мм
                     

 

Сухие трансформаторы

 

Определяется только испытательным напряжением

   3 (прим.2)   Воздушный промежуток и картон, 2х0,5 мм  

 

Опорная изоляция из дерева или электрокартона
    10 (прим.2)     Воздушный промежуток с бумажно-бакелитовым цилиндром толщиной 2,5-6 мм      

П р и м е ч а н и я:

1. Для винтовой обмотки при =5кВ размеры взять из следущей строки для мощностей 1000-2500 кВА.

2. Для винтовой обмотки при =3-10 кВ  принимать не менее 20 мм.

3. Размеры каналов  и  являются минимальными с точки зрения изоляции обмоток. Эти размеры не могут быть меньше ширины каналов охлаждения и должны быть проверены по условиям отвода тепла по табл. 4.1, 4.2, 4.3 После расчета плотностей теплового потока обмоток.

 


Таблица 1.3

Мощность ,кВА , кВ , мм Вид изоляции ,мм Вид изоляции ,мм Вид изоляции

Масляные трансформаторы

    25-100 160-630     18;25;35 18;25;35     Масляный промежуток с бумажно-бакелитовым цилиндром толщиной 2,5-5 мм    

Опорная изоляция из электрокартона или дерева

         Масляный промежуток
  1000-6300 630 и выше 630 и выше 160-630 1000-6300   18;25;35   Масляный промежуток с бумажно-бакелитовым цилиндром толщиной 4-5 мм     Масляный промежуток с перегородкой из электрокартона толщиной 2-3 мм

Сухие трансформаторы

 

Определяется только испытательным напряжением

 Картон 2х0,5 мм

 

 

 

Опорная изоляция из электрокартона

 

Воздушный промежуток из картона с перегородкой из электрокартона толщиной 2-3 мм
        Воздушный промежуток с бумажно-бакелитовым цилиндром толщиной 2,5х5 мм

 

 


2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ТРАНСФОРМАТОРА

 

Наиболее распространенной конструкцией силового трансформатора является плоская магнитная система стержневого типа со ступенчатой формой поперечного сечения стержня и ярма, вписанного в окружность, и с концентрическим расположением обмоток. (Все конструктивные размеры см. в прил. 2).

В данной работе предлагается провести проверочный расчет такого трансформатора.

Диаметр стержня трансформатора  и марка стали магнитопровода влияют на главный экономический показатель – соотношение затрат обмоточного провод и стали магнитопровода. Так как подробный экономический расчет не входит в задачу настоящего проекта при выборе диаметра стержня и индукции в стержне рекомендуется пользоваться данными таблицы 2.1, выполнив пересчет  и Bс пропорционально заданной мощности, если она является промежуточной между значениями, указанными в таблицах. После определения диаметра стержня его величина уточняется по нормализованному ряду: = 0,08; 0.085; 0.09; 0.092; 0.095; 0.10; 0.105; 0.11; 0.115; 0.12; 0.125; 0.13; 0.14; 0.15; 0.16; 0.17; 0.18; 0.19; 0.20; 0.21; 0.22; 0.225; 0.23; 0.24; 0.245; 0.25; 0.26; 0.27; 0.28; 0.29; 0.30; 0.31; 0.32.

Ориентировочная высота обмоток, выполненных из алюминиевого провода, м

 

 

Где  - коэффициент геометрии трансформатора;

 - средний диаметр канала a12 между обмотками НН и ВН (в начале расчета  неизвестен).

В силовых трансформаторах диапазон изменения β от 1,1 до 3,5.

Окончательное значение β и, следовательно, l можно установить только после расчета uк. С ростом β увеличивается реактивная составляющая напряжения короткого замыкания.

Активное сечение стержня, м2

 

 

Где: Пфс – сечение стержня, определяется по таблице П1 приложения;

 - коэффициент заполнение ступенчатой фигуры сталью определяется по таблице 2.2.

 

Данные для расчета трехфазных масляных трансформаторов

Таблица 2.1

Мощность , кВА До 16 40-100

160-630

1000-1600
Ориентировоч-ный диаметр стержня , м До 0,08 0,08 0,09 0,1-0,14 0,16-0,18 0,20 0,22 0,24-0,26 0,28-0,30
Рекомендуемая индукция в стержнях, ,Тл, для марок стали 3404, 3405

1,5-1,55

1,55-1,6

1,6-1,65
                   

Данные для расчета трехфазных сухих трансформаторов

Мощность , кВА До 10 16-100 160-400 630-1000
Ориентировоч-ный диаметр стержня , м До 0,08 0,08 0,09-0,14 0,16-0,22 0,24-0,26 0,28-0,32
Рекомендуемая индукция в стержнях, ,Тл, для марок стали 3404, 3405

1,35-1,4

 1,45-1,55

1,55-1,6

 


Коэффициент заполнения  для рулонной холоднокатаной стали

Таблица 2.2

Марка стали Толщина, мм Вид изоляционного покрытия

3404, 3405, 3406, 3407, 3408

 0,35

Нагревостойкое

 0,97
0,30 0,96
3404, 3406, 3407, 3408 0,27 0,95

3404, 3405, 3406, 3407, 3408

 0,35

Нагревостойкое плюс однократная лакировка

 0,965
0,3 0,955
3404, 3406, 3407, 3408 0,27 0,945

П р и м е ч а н и я: 1. При прессовке стержней путем расклинивания с внутренней обмоткой (до 630 кВА), а также в навитых элементах пространственных магнитных систем  уменьшить на 0,01.

2. По этой таблице можно определить также значение для стали тех же толщин, выпускаемой иностранными фирмами.

3. При использовании листовой холоднокатаной стали толщиной 0,35 мм уменьшить , полученное из таблицы, на 0,01 дополнительно к прим. 1.

4. Для стали толщиной 0,35 мм без электроизоляционного покрытия при двукратной лакировке .

 

3. РАСЧЕТ ОБМОТОК НН И ВН

 

Как правило, ближе к стержню располагают обмотку НН, которую называют внутренней. Обмотку ВН называют наружной.

Электродвижущая сила одного витка, В

 

 

где - частота питающей сети, Гц; - индукция в стержне, Тл, выбирается по табл.2.1; - активное сечение стержня, м2.

Число витков обмотки НН

 - округлить до ближайшего целого числа

 

Заданный коэффициент трансформации

 

 

Число витков обмотки ВН

 

- округлить до ближайшего целого числа

 

Число витков для регулирования напряжения со стороны обмотки ВН

 

 - ближайшее целое четное число.

 

Это число витков учитывается при определении размеров обмотки ВН, но не учитывается при определении потерь короткого замыкания.

Предварительное значение плотности тока для трансформаторов, с естественным масляным охлаждением обычно принимают

1,2…1,8 А/мм2,

для трансформаторов с естественным воздушным охлаждением (сухих)

0,8…1,3 А/мм2.

При выборе плотности тока можно увеличить плотность тока в наружной обмотке jВН по сравнению с плотностью тока во внутренней обмотке jНН по отношению к среднему значению , не более чем на 10% в масляных трансформаторах и не более чем на 30% в сухих.

Окончательное значение средней плотности тока в обмотках устанавливается после определения потерь короткого замыкания и может отличаться от указанного диапазона.

Ориентировочное сечение витка обмотки ВН, мм2

 

 

Ориентировочное сечение витка обмотки НН, мм2

 

 

Тип обмотки можно выбрать по табл.5.8[I]. Основным критерием при выборе типа обмотки предлагается считать сечение витка. Типы обмоток ВН и НН могут быть разными, если  и  значительно отличаются друг от друга.

В проекте рекомендуется использовать следующие типы обмоток:

- при сечении витка менее 21 мм2 – цилиндрическая многослойная из круглого провода;

- при сечении витка от 21 мм2 до 300 мм2 – цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода;

- при сечении витка свыше 300 мм2 – винтовая обмотка.

Независимо от типов обмоток ВН и НН минимальное число элементарных проводников (параллельных проводников) в одном эффективном определяется технологическими причинами

При

При  - округлить до большего целого числа.

Увеличение  по сравнению с минимально возможным приводит к увеличению продольной изоляции обмоток и может быть оправдано:

- в винтовых обмотках, для которых ≥4, число  должно быть кратно числу ходов обмотки (определяется в п. 3.10.2.1), и случаях, когда увеличение  приводит к снижению радиального размера проводника и существенному снижению добавочных потерь от скин-эффекта;

- в цилиндрических обмотках из прямоугольного провода в случаях, когда увеличение  приводит к уменьшению поперечного сечения обмотки из-за лучшего заполнения последнего слоя.

Расчет обмотки НН выполняется в первую очередь. Ниже излагается порядок расчета обмотки НН для двух типов: цилиндрической из прямоугольного провода (п.3.10.1) и винтовой (п.3.10.2). Расчет обмотки НН цилиндрического типа из круглого провода выполняется аналогично расчету обмотки ВН (п.3.11), при этом необходимо внести следующие изменения:

1. Индексы “ВН” и “2” заменить на “НН” и “1”.

2. В п.3.11.1.4 при вычислении числа слоев  число регулировачных витков  не учитывать.

3.П.3.11.1.7, 3.11.1.8 заменить на п.3.10.1.10, 3.10.1.11.

Цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода может быть выполнена в один-два слоя, соединенных последовательно, и многослойной (при числе слоев больше двух). В первом случае – число элементарных проводов  (параллельных) до восьми, намотка плашмя или на ребро. При намотке на ребро отношение сторон поперечного сечения провода должно быть не менее 1,3 и не более 3. В многослойной обмотке – намотка только плашмя, число параллельных проводов до 4-8, слои соединяются последовательно, охлаждение осуществляется вертикальными каналами (рис.3.1)

В цилиндрических обмотках разбиение витка на параллельные проводники проводится только по оси обмотки.


12345Следующая ⇒
  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.