Расчет силового трехфазного двухобмоточного трансформатора

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Курсовая работа по Основам преобразования энергии в электрических системах:

“РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА”

Проект принял: Багазей Д.И.                             Отметка о защите:

Проект выполнил: Плиткин Игорь

Группа: Эм-51

Новосибирск - 2007

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Рассчитать трехфазный двухобмоточный трансформатор.

Исходные данные для проектирования:

1.  Тип трансформатора                                                                      ТС

2.  Полная мощность , кВ·А                                                        750;

3.  Напряжение Высокой стороны , кВ                                     6;

4.  Напряжение Низкой стороны , кВ                                       0.525;

5.  частота питающей сети , Гц                                                      50;

6.  потери холостого хода , Вт                                                   4900;

7.  потери короткого замыкания  ,Вт                                          8800;

8.  напряжение короткого замыкания , %                                5.5;

9.  ток холостого тока , %                                                           2.5;

10.  группа и схема соединений                                                         

1. Расчет основных электрических величин

1.1   Номинальный (линейный) ток обмотки ВН, А

1.2   Номинальный (линейный) ток обмотки НН, А

1.3 Фазный ток обмотки ВН (действующее значение), А

 - так как соединение «Звезда»

1.4 Фазный ток обмотки НН (действующее значение), А

- так как соединение «Треугольник»

1.5  Фазные напряжения для обмоток ВН и НН, соединение «Звезда» и «Треугольник» соответственно

1.6   Нормированные испытательные напряжения обмоток трансформатора  и  определяются по величине заданных линейных напряжений по таблице.

2. Определение основных размеров трансформатора.

Наиболее распространенной конструкцией силового трансформатора является плоская магнитная система стержневого типа со ступенчатой формой поперечного сечения стержня, вписанного в окружность, с концентрическим расположением обмоток.

2.1 Диаметр стержня  предварительно выбирается из таблицы и нормируется по нормализованному ряду диаметров.

2.2 Ориентировочная высота обмоток, выполненная из алюминиевого провода, м

где =(1,1 … 3,5) – коэффициент геометрии силового трансформатора.

2.3 Активное сечение стержня,

где К_кр – коэффициент заполнения круга диаметром  многоступенчатой фигурой.    К_з – коэффициент заполнения ступенчатой фигуры сталью,  для электротехнической сталью толщиной листа 0,35мм при термостойком покрытии и однократной лакировки берется К_з=0,93;   (К_кр=0,913-0,928).

3. Расчет обмоток ВН и НН

Как правило ближе к стержню располагают обмотку НН и называют ее «Внутренней» обмоткой, обмотку ВН называют «Наружной».

3.1 Электродвижущая сила одного витка, В

где - частота питающей сети, Гц;

 - индукция в стержне, Тл

 - активное сечение стержня, м²

3.2 Число витков обмотки НН, округляется до ближайшего целого числа.

3.3 Число витков обмотки ВН, округляется до ближайшего целого числа

3.4 Коэффициент трансформации

      

-Результат удовлетворяет проверке разницы в 0.5%

3.5 Число витков для регулирования напряжения со стороны обмотки ВН

Т.к W_р целое чётное число то принимаем W_р=14 витков. Это число витков учитывается при определении размера обмотки ВН, но не учитывается при определении потерь короткого замыкания.

3.6 Плотность тока в обмотках, обеспечивающая получение заданных потерь короткого замыкания для трансформаторов, с естественным масленым охлаждением обычно принимают, j= 1,2….1,8 А/м

Примем ориентировочное значение плотности тока в обмотках

3.7 Ориентировочное сечение витка обмотки ВН, мм2

3.8 Ориентировочное сечение витка обмотки НН, мм2

3.9 Выбор типа обмотки.

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 от 21 до 300 мм²  - цилиндрическая многослойная обмотка из прямоугольного провода, обмотка ВН

- при сечении витка свыше 300 мм²  -  винтовая обмотка, обмотка НН;

3.10 Расчет обмотки НН.

Расчет обмотки НН выполняется в первую очередь. Винтовая обмотка применяется только как обмотка НН. Минимальное число параллельных проводов – 4, намотка только – плашмя. Подобно резьбе винта обмотка может быть – одноходовой, двухходовой либо, в отдельных случаях, четырехходовой.

3.10.1Ориентировочная высотка витка , мм, определяет количество ходов обмотки:

; - где величина горизонтального канала между витками  для сухих трансформаторов. Примем

Так как ,то обмотка одноходовая винтовая.

3.10.2 Ориентировочный осевой размер изолированного проводника, мм;

3.10.3Подбираем число элементарных проводников, чтобы оно было кратно числу ходов обмотки =18

Тогда предварительно .

По таблице, выбираем значение, а так же соответствующие значения осевых размеров

,  и .

3.10.4 Расчётное сечение витка, мм²;

;

3.10.5 Уточненное значение плотности тока, ;

;

, проверка ВЫПОЛНЯЕТСЯ

3.10.6 Высота обмотки НН, мм;

;

3.10.7 Радиальный размер обмотки, мм;

Для одноходовой обмотки, радиальный размер находится, исходя из выражения:

;

3.10.8 Внутренний диаметр обмотки, м;

;

где  - изоляционное расстояние от стержня до обмотки НН, определяется испытательным напряжением, .

Для винтовой обмотки при испытательном напряжении от 3 кВ до 10кВ,  следует принять не более 20 мм, пусть , тогда: