Расчет силового трансформатора ТМН 2500/115/10

нажмите кольцо катушки Размеры клееных пресс-колец из древесного материала: Hk = 60 мм. Изоляция между обмотками ВН и НН, а также высоковольтной и управляющей секциями обмоток ВН осуществляется масляным каналом 50 мм и двумя Цилиндр изготовленный из электроизоляционного картона толщиной 4 мм, один из цилиндров расположен между основной частью обмотки ВН и регулирующей частью. Из соображений механической прочности он имеет толщину 6 мм. Продольная изоляция обмотки ВН обеспечивается изоляцией проводов толщиной δ = 1,35 мм (с обеих сторон) за счет установки двух емкостных колец. Петля близка к линейной. заканчивается дополнительной изоляцией кабельной бумагой 2 мм (с одной стороны) и увеличением высоты участка радиального масляного канала между обмотками сплошных обмоток с размерами в основном сечении катушки. Провода 4 мм до 6- 8 мм [1, с.186-188].Рассчитаем основную часть ОВН, выполненную в виде сплошной обмотки.Ориентировочная плотность тока: (7.1)Тогда Задаемся значением тепловой нагрузкиq = 1300 и определяем расстояние между соседними охлаждающими каналами : (7.2).Принимаем .По сортаменту обмоточных проводов Осуществим выбор высоту провода так, чтобы соблюдались условия:Осуществим выбор значение , тогда выше приведенные условия выполняются.Т.к. , то согласно рекомендациям используем сдвоенные катушки.Зная высоту провода и ширину каналов, определяем число катушек в обмотке с полным числом каналов по формуле:где принимаем =1,15мм.Определяем размер :(7.3)где – толщина емкостного кольца; ; – ширина канала между емкостным кольцом и катушкой ; –высота проводов основных и входных катушек с изоляцией соответственно.Определяем число катушек ,приняв Полученное число катушек Выполним округление до четного числа так, чтобы получить близкое к целому число витков в катушках , с «недоходом» менее половины.Принимаем (т.к. катушки сдвоенные, то должно быть четным).Зная по сортаменту обмоточных проводов перебором размера подбираем число параллельных проводов и радиальный размер провода так, чтобыгде – целое число; – поперечное сечение одиночного провода с размерами Осуществим выбор, .Число витков в катушке ориентировочно: (7.4). Принимаем .Выполним распределение витков по катушкам и уточним число катушек Т.к. число параллельных проводов в витке не более двух, то в соответствии с рекомендациями обмотку выполняем из двух типов катушек с целыми числами витков, отличающимися на единицу. При этом берется:Применяем: Высота обмотки: (7.5)Радиальный размер обмотки НН: Выполним проверку радиальный размер провода по величине добавочных потерь. .Тогда .Условие выполняется – значит, расчет, приведенный выше, сделан верно.Подобранный по сортаменту провод записываем в виде: (7.6)где – сечение одного провода;Т.е. Уточняем значение плотности тока в обмотке НН:Определяем остальные размеры:– расчетную ширину канала между обмотками; (7.7)– внутренний диаметр– наружный диаметр– масса проводов – электрические потери– тепловая нагрузкаПримем равным 0,9.Тепловая нагрузка также может быть определена по формуле: (7.8)Тогда 7.4 Расчет обмотки грубого регулирования.Обмотка грубого регулирования выполняется в виде непрерывной катушечной и рассчитывается по методике, изложенной выше.Значение тепловой нагрузкиq = 1200 . .Осуществим выбор значение , используем сдвоенные катушки.Определяем размер :Число катушек в обмотке с полным числом каналов:Принимаем . Осуществим выбор, .Число витков в катушке ориентировочно : . (7.9)Выполним распределение витков по катушкам и уточним число катушек. (7.10)Применяем: Проверка:Высота обмотки: (7.11)Радиальный размер обмотки НН: (7.12) Выполним проверку радиальный размер провода по величине добавочных потерь. .Условие выполняется – значит, расчет, приведенный выше, сделан верно. Записываемподобранный по сортаменту провод:Определяем остальные размеры:– внутренний диаметр– наружный диаметр– масса проводов – электрические потери– тепловая нагрузкаТогда:8РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ8.1 Вычислим потери короткого замыкания, складывающиеся из:– электрических потерь (основных и дополнительных) в обмотках НН и ВН;– электрических потерь в отводах обмоток;– потерь в стенках бака и других металлических элементах конструкции трансформатора.а)Электрические потери обмоток с учетом добавочных потерь от поля рассеяния определены выше при расчете обмоток. б) Потери в отводах (8.1)где– масса отводов i-й обмотки, – длина отводов i-й обмотки, – сечение отвода i-й обмотки, отводы НН : отводы ВН: в) Потери в стенках бака:где – коэффициент, определяемый по табл.7.1[1,с.319].Полные потери короткого замыкания: (8.2) или заданного значения.Расчет напряжения короткого замыкания: (8.3)Активная составляющая напряжения короткого замыкания: (см.п.1.3) (8.4)Коэффициент Роговского: где Тогда Приведенная ширина канала рассеяния: (8.5)Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания: (8.6)Или . Полученное значение отличается от заданного не более чем на значит, приведенные выше расчеты верны.9РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСФОРМАТОРА9.1 Определение размеров магнитной системы.Осуществим выбор конструкцию плоской трехфазной магнитной системы, собираемой впереплет (шихтованой), с четырьмя косыми стыками и комбинированными «полукосыми» на среднем стержне, собираемую из пластин холоднокатаной текстурированной стали марки 3405, толщиной 0,35 мм. Стержень прессуется бандажами из стеклоленты, ярма – балками, стянутыми шпильками, расположенными вне ярма, и стальными полубандажами. Обмотки прессуются кольцами.Размеры пакетов Осуществим выбор по [1,с.360-361,табл.8.5] для стержня d =0,45 м без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня и ярма соответственно 14 и 11.Полное сечение стержня: (9.1)По табл. 8.7 [1,с.365]Активное сечение: , (9.2)Полное сечение ярма: (9.3)Активное сечение ярма: (9.4)Объем угла магнитной системы: Объем стали угла магнитной системы: ; (9.5)Длина стержня магнитной системы: , (9.6)где и - расстояние от обмотки до верхнего и нижнего ярма[1,с.365, формула 8.3].Расстояние между осями соседних стержней: (9.7)Масса стали угла: ; (9.8)Масса стали стержней в пределах окна магнитной системы:; (9.10)Масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма:; (9.11)Масса стали стержней Масса стали в ярмахПолная масса стали трансформатора9.2 Расчет потерь холостого хода производится согласноМагнитная система шихтуется из электротехнической тонколистовой рулонной холоднокатаной текстурированной стали марки 3405 толщиной 0,35 мм.индукция в стержне ; (9.12)индукция в ярме ; (9.13)По табл.8.10 [1,с.376]Определяем удельные потери:При ; (шихтована в одну пластину)При ; При ;Потери холостого хода определяем по формуле (8.32) [1,381]Потери холостого хода , или 3460∙100/10000=34,6%По тексту главы 8 и табл.8.13 Определяем коэффициенты для стали 3405 толщиной 0,35 мм при наличии отжига:Число косых зазоров 5, прямых – 1.9.3 Расчет тока холостого хода трансформатораПо табл. 8.17Определяем удельные намагничивающие мощности:При При При Полная намагничивающая мощность по (8.43) [1,393]:По тексту гл.8 и табл. 8.12,8.20 и 8.21Определяем коэффициенты:Относительное значение тока холостого хода: или заданного значенияАктивная составляющая тока х.хРеактивная составляющаяТок холостого хода (для обмотки НН)Коэффициент полезного действия трансформатораЗАКЛЮЧЕНИЕВ результате выполнения курсового проекта был выполнен расчет и проектирование силового трансформатора с масляным охлаждением и заданной мощностью 2500 кВА. Напряжение высокой и низкой сторон равны, соответственно, 110 и 10кВ.Определение параметров короткого замыкания позволяет сделать вывод, что полученные характеристики потерь и величины напржения при возникновении короткого замыкания соответствуют заданным параметрам. Механическая прочность и нагревостойкость обмоток трансформатора при внезапном КЗ также находятся в пределах нормы.Соответствие допустимым стандартам демонстрируется расчетами магнитных систем, потерь и токов холостого хода. Указаны расчетные потери холостого хода и токи холостого хода. Магнитная система трансформатора Изготовлена из листовой электротехнической стали марки 3405, без пресса, с прижимной планкой со стеклянной лентой.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. Хныков А.В.Теория и расчет многообмоточных трансформаторов. — М.: СОЛОН Р, 2010.—112с.:ил.2.Ванурин В.Н. Электрические машины. - СПб.: Лань, 2016.–304 с.3.Белов, Н., В. Электротехника и основы электроники: Учебное пособие / Н. В. Белов, Ю. С. Волков. - СПб.: Лань, 2012. - 432 c.4.Борисов, Ю.М. Электротехника: Учебник / Ю.М. Борисов. - СПб.: BHV, 2014. - 592 c.5.Копылов, И.П. Проектирование электрических машин: Учебник для электротехнических и энергетических спец. вузов / И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев. - М.: Альянс, 2016. - 767 c. 6.Михайлов Д.Д. Промышленная электроника. Издательство: Казанский технологический университет, 2008. –78 с. 7.Стародубцев Ю.Н.Теория и расчет трансформаторов малой мощности — М.: ИПРадиоСофт, 2005.–320 с.: ил.