АВТОМАТИЗОВАНЕ ПРОЕКТУВАННЯ ТРАНСФОРМАТОРУ СТРУМУ

Пояснювальна записка містить 32 сторінок ,9 рисунків, 6 таблиць, використаних джерел 2

ТРАНСФОРМАТОР СТРУМУ, МАГНІТОПРОВІД, ПЕРВИННА ОБМОТКА, ВТОРИННА ОБМОТКА, КЛАС ТОЧНОСТІ, КЛАС НАПРУГИ, ІЗОЛЯЦІЯ, ПОХИБКИ ТРАНСФОРМАТОРУ, ПОТОК РОЗСІЯННЯ, КРАТНІСТЬ СТРУМУ, МАГНІТНА ІНДУКЦІЯ

Об’єктом проектування є трансформатор струму ТВТ220 300/1 класу напруги 220 кВ.

Мета роботи – розробка тороїдального трансформатору струму що відповідає заданим технічним вимогам.

В ході проектування виконано розрахунки по заданим технічним умовам для основних частин трансформатора: магнітної системи, обмоток, ізоляції, розмірів вікна магнітопроводу. Первинна обмотка виконана із мідного проводу марки ПВДО, а вторинна із проводу марки ПСД. При розрахунку геометрії магнітопроводу використано метод простих ітерацій. Розрахували розподіл магнітної індукції по довжині магнітопроводу.

В результаті проектування було отримано трансформатор з похибкою , і вартістю активних матеріалів 735.66 грн.

Зміст

Вихідні дані 3

1. Розрахунок магнітної системи трансформатора по заданим технічним умовам 5

1.1. Визначення густини струму 5

1.1.1. Первинна обмотка 6

1.1.2 Визначення числа витків первинної обмотки 7

1.1.3 Вторинна обмотка 8

1.2. Розрахунок розмірів первинної обмотки 8

1.3. Розрахунок головної ізоляції трансформатора з повітряною ізоляцією 9

1.3.1. Визначення внутрішнього діаметру магнітопроводу 10

1.4. Попередній розрахунок розмірів магнітної системи трансформатору 11

1.4.1 Перша ітерація 11

1.4.2 Друга ітерація 13

1.5 Розрахунок вартості трансформатору та маси затраченого матеріалу 16

2. Розрахунок похибки трансформатору 20

2.1. Параметри вторинного контуру 20

2.2 Параметри повного потоку розсіяння 20

2.4. Струм намагнічування із урахуванням магнітної індукції у магнітопроводі 23

25

2.5 Похибки трансформатора 25

2.6 Виткова корекція 25

2.7 Розрахунок ТС при великих кратностях первинного струму 26

2.7.1 Розрахунок максимальної кратності вторинного струму 26

2.7.2 Розрахунок граничної кратності 26

2.7.3 Розрахунок номінальної граничної кратності 28

2.8 Розрахунок напруження на кінцях роз’єднаної вторинної обмотки 29

2.9. Тепловий розрахунок трансформатора 29

Вихідні дані

Таблиця 1- Завдання до проектування

Величина		Значення
1	Номінальний струм первинної обмотки	100
2	Номінальний струм вторинної обмотки	1
3	Клас точності	0.5/10
4	Кут обхвату	320
5	Клас напруги	220
6	Коефіцієнт потужності	0.6
7	Номінальне вторинне навантаження	25
8	Номінальна гранична кратність первинного струму	12
9	Кратність струму термічної стійкості	16
10	Виконання трансформатору	В
11	Матеріал вторинної обмотки	Медь
12	Матеріал магнітопроводу	ТОР
13	Тип ТС	TBT

1. Розрахунок магнітної системи трансформатора по заданим технічним умовам

1.1. Визначення густини струму

Обмотка трансформатору повинна відповідати ряду вимог: термічній і механічній стійкостям, забезпечення гідності ізоляції. При виборі густини струму в обмотках найбільший вплив має термічна стійкість обмоток., що визначається часом протікання струму короткого замикання, що для трансформаторів із номінальною напругою 220 кВ: . Для повітряної ізоляції допустима температура струмопровідних частин трансформатору з мідними обмотками . Температуру, що відповідає тривалому протіканню номінального струму приймаємо . Відповідно цим значенням визначаємо тепловий ефект струму:

Вважаючи, що все тепло іде на нагрів трансформатора, тепловий ефект у режимі короткого замикання

Відповідно цьому густина струму термічної стійкості

1.1.1. Первинна обмотка

Кратність струму термічної стійкості апарату , являє собою відношення струму термічної стійкості до діючого номінального первинного струму, задається у вхідних даних. Приймаємо коефіцієнт запасу в термічної стійкості

Густина струму у номінальному режимі

Відповідно до густини струму термічної стійкості переріз первинної обмотки

Для номінального режиму переріз знаходимо аналогічно

За розрахункове значення перерізу первинної обмотки приймаємо більше із і , тоді . Остаточне значення перерізу первинної обмотки вибираємо за сортаментом . Обрано мідний гнучкий провід (ПВДО) прямокутного перетину зі сторонами А₁=9.2 мм, В₁=12.1 мм.

Приймаємо переріз первинної обмотки (рис 1)

Рис 1 - Переріз проводу первинної обмотки

1.1.2 Визначення числа витків первинної обмотки

При проектуванні трансформаторів з діапазоном струмів I_1н=15…600 А номінальна кількість ампер-витків первинної обмотки, яка задовольняє наведеній вище умові цілочисленності, рівна 600 А. При цьому число витків первинної обмотки можна розподілити за типовиконанням ТС наступним чином:

F1,А	600
I1нІ,А	15	30	40	100	150	300	600
W1і	40	20	15	6	4	2	1

1.1.3 Вторинна обмотка

Вторинна обмотка виконується із круглого проводу марки ПСД. При номінальному вторинному струмі використовують провід діаметром . Для вживаних марок сталей кратність вторинного струму при номінальному навантаженні не більше 40. Тому попередньо можна прийняти кратність вторинного струму n_2т=n_1т при n_1т<40

Приймаємо кратність струму вторинної обмотки . Найбільший струм вторинної обмотки.

Переріз проводу вторинної обмотки

Враховуючи значення перерізу проводу вторинної обмотки густина струму короткого замикання

Значення тому обмотку можна вважати термічно стійкою.

1.2. Розрахунок розмірів первинної обмотки

Визначення діаметру первинної обмотки виконується за теоремою Піфагора,

знаючи розміри проводів і товщину ізоляції. Односторонню товщину буферної ізоляції можна прийняти

Рис 2 – Ескіз багатошарової первинної обмотки

1.3. Розрахунок головної ізоляції трансформатора з повітряною ізоляцією

Приймаємо напруженість робочого поля при робочій напрузі . Головна ізоляція розраховується наступним шляхом

Значення U_расч вибирається з методичних указань

U_расч=252

Визначення радіусу зовнішньої поверхні ізоляції