
- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни сумський державний університет кафедра електроенергетики
- •Суми - 2013
- •1. Вихідні дані для проектування трифазного двохобмоткового масляного трансформатора.
- •2 Розрахунок основних електричних величин і вибір головної ізоляції.
- •4 Розрахунок обмоток низької напруги (нн).
- •5 Розрахунок обмоток високої напруги (вн).
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни сумський державний університет кафедра електроенергетики
ОДЗ
на тему : “Розрахунок силових трансформаторів”
з дисципліні «Електричні машини»
Варіант № 18
Виконав: студент групи ЕТ-01
Ткаченко Ярослав Євгенійович
Перевірив:
Муріков Дмитро Володимирович
Суми - 2013
1. Вихідні дані для проектування трифазного двохобмоткового масляного трансформатора.
Повна потужність трансформатора Sн=1000 кВА.
Номінальна лінійна напруга обмотки вищої напруги (ВН) U1 = 35
5%кВ. (Число ступенів регулювання напруги дорівнює 2. Межі регулювання – від 1,05 U1 до 0,95 U1).
Номінальна лінійна напруга обмотки нижчої напруги (НН) U2 = 6 кВ.
Втрати холостого ходу Pх=0,5 %.
Втрата короткого замикання Pк=1,5 %.
Напруга короткого замикання Uк=6,5 %.
Струм холостого ходу i0=5,5%.
Схема і група з'єднання обмоток YIY0 -0.
1.9 Тривале навантаження.
1.10 Матеріал магнітопровода - рулонна холоднокатана електротехнічна сталь марки Е413 або Е414 товщиною 0,35 мм.
1.11 Матеріал обмоток - мідь.
1.12 Конструктивна схема трансформатора - тристрижневий з концентричними обмотками.
1.13 Частота f= 50 Гц.
2 Розрахунок основних електричних величин і вибір головної ізоляції.
2.1 Потужність однієї фази трансформатора:
2.2 Потужність на одному стрижні:
2.3 Номінальний лінійний струм обмотки ВН:
Номінальний лінійний струм обмотки НН:
2.5 Фазний струм обмотки ВН при з’єднанні обмотки в зірку:
2.6 Фазний струм обмотки НН при з’єднанні обмотки в зірку:
2.7 Фазна напруга обмотки ВН при з’єднанні обмотки в зірку:
2.8 Фазна напруга обмотки НН при з’єднанні обмотки в зірку:
2.9 Випробувальна напруга обмотки НН Uисп 2 визначається за таблицею 2.1 для заданого U2:
2.10 Випробувальна напруга обмотки ВН Uисп 1 визначається за таблицею 2.1 для заданого U1:
За таблицями 2.2 і 2.3 вибираємо ізоляційні відстані обмоток ВН і НН: по таблиці 2.2 S = 1000 кВА; Uисп 1 = 85 кВ:
L02 = 7,5 см; δш = 0,2 см; а12 = 2,7см; δ12 = 0,5 см;
lн = 5,0 см; а22 = 3,0 см; δ22 = 0,3 см.
по таблиці 2.3 S = 1000 кВА; Uисп 2 = 25 кВ:
L01 = 7,5 см; δ01 = 0,4 см; а ц1 = 0,6 см;
а 01 = 1,5 см; L и1 = 2,5 см.
Вибрані розміри проставляються на ескізі головної ізоляції, конструкція якої наведена на рис. 2.1.
Малюнок 2.1
З Визначення основних розмірів.
Основними розмірами трансформатора є (рис. 3.1):
- діаметр стрижня d;
- середній діаметр каналу між обмотками d12 ;
- висота обмотки l.
Малюнок 3.1 - Основні розміри трансформатора
Основні розміри зв'язані між собою коефіцієнтом β, що являє собою відношення середньої довжини окружності каналу між обмотками до висоти обмотки:
Розрахунок основних розмірів трансформатора починається з визначення діаметра d стрижня за формулою
Розрахунок і вибір величин, що входять у дану формулу, відбувається у такому порядку:
3.1. Вибір оптимального β:
β = 2,0.
3.2 Ширина наведеного каналу розсіювання:
,
тут а12 - розмір каналу між обмотками ВН і НН, ізоляційний проміжок - за п. 2.11.
Наведена
ширина двох
обмоток
,
см, у
попередньому
розрахунку визначається за формулою
≈
,
де S' - за п. 2.2, a k - знаходять за табл. З.4.
=
=
.
3.3 Коефіцієнт зведення ідеального поля розсіювання до реального поля (коефіцієнт Роговського) приблизно береться в попередньому розрахунку: кР = 0,95.
3.4 Реактивна складової напруги короткого замикання, %,
,
де UK - за п. 1.6, а активна складової напруги, %, визначається за формулою
де Рк – за п. 1.5; S- за п. 1.1.
.
3.5. Індукція у стрижні Вс вибирається з табл. 3.5.:
Для сталі марки Е413 Вс = 1,6 Тл.
3.6 Коефіцієнт заповнення активним перетином сталі площі кола, описаного біля перетину стрижня, kс залежить від вибору
числа ступенів у перетині стрижня, способу пресування стрижня і розмірів охолоджувальних каналів, товщини аркушів сталі і виду міжлистової ізоляції. Загальний коефіцієнт заповнення кс дорівнює
.
Коефіцієнт заповнення площі кола з діаметром d площею ступінчастої фігури ккр визначається з табл. З.6.
Вибір виконання - із пластиною, що пресує, або без неї -довільний.
Пресування стрижня бандажами:
Орієнтований розмір стрижня d = 24-26 см;
без пластини, що пресує число ступенів 8;
коефіцієнт kкр = 0,925.
Коефіцієнт заповнення перетину стрижня (або ярма) сталлю дорівнює відношенню чистої площі сталі в перетині - активного перетину Пс (або Пя) до площі східчастої фігури к3 = Пс /Пфс, визначається з табл. З.7.:
.
.
3.7. Частота f
= 50 Гц; S
= 333,33 кВА.
Діаметр стрижня:
Отриманий діаметр необхідно округлити до найближчого по нормалізованій шкалі (табл. 3.8).
3.9
Визначення
:
.
3.10 Середній діаметр каналу між обмотками d12, см, у попередньому розрахунку приблизно визначається за формулою
.
Радіальний розмір обмотки НН ах, см, знаходять за формулою
, де
- з
п.
3.2; коефіцієнт
k1
=1,1 для
S=25-630
кВА
і
k1 =1,4 для S=1000-6300 кВА.
Висота обмотки:
3.12 Активний перетин стрижня, см2
де
-
з
таблиці 3.7;
Пфс
-
з
табл.
3.9 (вибір
конструкції -
із
пластиною, що пресує, або без пластини, що пресує, -довільний).
3.13 Електрорушійна сила одного витка:
,
де f –за п.1.13; Вс- з таблиці 3.5; Пс -за (3.12).