Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

«Харьковский политехнический институт»

кафедра электрических машин им. проф. П.П. Копняева

Курсовой проект Расчет силового трансформатора

Выполнил:

ст. гр. ЭМС 18-а

Силка П. Ю.

Проверила:

Юрьева Е.Ю.

Харьков 2011

Содержание

1. Исходные данные для проектирования трехфазного двухобмоточного масляного трансформатора………………………………………………….3

2. Расчет основных электрических величин и выбор главной изоляции…...4

3. Определение основных размеров…………………………………………...6

4. Расчет обмотки НН…………………………………………………………..8

5. Расчет обмотки ВН…………………………………………………………10

6. Расчет характеристик короткого замыкания……………………………...14

7. Расчет магнитной системы, потерь и тока холостого хода……....……...17

8. Тепловой расчет трансформатора…............................................................21

Список литературы….........................................................................................27

1. Исходные данные для проектирования трехфазного двухобмоточного масляного трансформатора

1.1. Полная мощность трансформатора: S=400 кВ*А;

1.2. Номинальное линейное напряжение обмотки высокого напряжения (ВН) U₂=6±5% кВ. (Число ступеней регулирования напряжения равно 2. Пределы регулирования – от 1,05 U₂ до 0,95 U₂);

1.3. Номинальное линейное напряжение обмотки низкого напряжения (НН) U₁=0,4 кВ;

1.4. Потери холостого хода Р_х=710 Вт;

1.5. Потери короткого замыкания Р_к=5500 Вт;

1.6. Напряжение короткого замыкания (к.з.) U_к=4,5 %;

1.7. Ток холостого хода i₀=1,9%;

1.8. Схема и группа соединения обмоток Y/y-0;

1.9. Нагрузка – длительная;

1.10. Материал магнитопровода – рулонная холоднокатаная электротехническая сталь марки 3405 толщиной 0,35 мм;

1.11. Материал обмотки – алюминий;

1.12. Конструктивная схема трансформатора – трехстержневой с концентрическими обмотками;

1.13. Частота f=50 Гц.

2. Расчет основных электрических величин и выбор главной изоляции

2.1. Мощность одной фазы трансформатора S_ф= =133,3 кВ·А;

2.2. Мощность на одном стержне S'= =133,3 кВ·А;

2.3. Номинальный линейный ток обмотки НН I₁= 577,35 A;

2.4. Номинальный линейный ток обмотки ВН I₂= 38,49 А;

2.5. Фазный ток обмотки НН I_ф1= I₁=577,35 А;

2.6. Фазный ток обмотки ВН I_ф2=I₂= 38,49 А;

2.7. Фазное напряжение обмотки НН U_ф1= =0,23 кВ;

2.8. Фазное напряжение обмотки ВН U_ф2= = 3,46 кВ;

2.9. Испытательное напряжение обмотки ВН U_исп2=25 кВ;

2.10. Испытательное напряжение обмотки НН U_исп1=5 кВ;

2.11.

Рис. 2.1. Главная изоляция обмоток

3. Определение основных размеров

Рис. 3.1. Основные размеры трансформатора

3.1. Выбор оптимального β=1,4;

3.2. Ширина приведенного канала рассеяния

a_р= =18,12*10^-3 mm;

0,912*10^-2;

3.3. Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному полю (полю Роговского) приближенно принимается k_p≈0,95;

3.4. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания U_р= =4,7 %

U_a= 1,375 %;

3.5. Индукция в стержне В_с=1,6 Тл;

3.6. Коэффициент заполнения активным сечением стали площади круга, описанного около сечения стержня

k_c=k_з·k_кр=0,89

k_kp=0,918;

k_з=0,97;

3.8. Диаметр стержня

d= =0,148382 м Нормализованный диаметр d_н=0,15 м;

3.9. β_н= 1,879821

3.10. Средний диаметр канала между обмотками

d₁₂= =0,191468 м.

а₁≈ =0,020726 м;

3.11. Высота обмотки

L= 0,33 м;

3.12. Активное сечение стержня

П_с=k_з·П_фс·10^-4=0,01552 м²;

3.13. Электродвижущая сила одного витка

U_в=4,44·f·В_с·П_с=5,513841 В