- •Расчет и конструирование трансформаторов
- •§ 1. Развитие электротехники и роль русских ученых в изобретении трансформатора
- •§ 2. Состояние отечественного трансформаторостроения до октябрьской революции и его развитие в годы советской власти
- •§ 3. Основная роль трансформатора в распределении электрической энергии
- •§ 1.2. Общее устройство силовых
- •§ 1.3. Основные материалы, применяемые в трансформаторостроении
- •§ 1.4. Влияние величины мощности трансформатора на его размеры, вес, потери и другие характеристики
- •§ 1.5. Классификация силовых трансформаторов по госТам. Разделение по габаритам. Обозначение типов
- •Глава II основные требования к расчету силовых трансформаторов § 2.1. Объем задания по расчету силового трансформатора
- •§ 2.2. Нормативы госТов на силовые трансформаторы. Допуски на задаваемые величины
- •Контрольные вопросы
- •§ 2.3. Схемы и группы соединений
- •§ 2.4. Выбор основных размеров (модели) магнитопровода
- •§ 2.5. Теория соразмерности и использование заводского опыта расчета для выбора модели
- •§ 3.2. Расчет обмоток. Расчет токов, числа витков и выбор размера проводов
- •§ 3.3. Выбор типа обмоток вн и нн, выбор изоляционных промежутков, размещение (раскладка) витков в окне магнитопровода, определение осевого и радиального строений обмоток
- •Контрольные вопросы
- •Глава IV расчет режима холостого хода трансформатора
- •§ 4.1. Эксплуатационные параметры (характеристики) холостого хода по госТу: потери и ток холостого хода
- •§ 4.2. Коэффициент трансформации
- •§ 4.3 Определение веса магнитопровода
- •§ 4.4. Расчет потерь холостого хода.
- •2. Удельные потери стали толщиной 0,5 мм на 25% выше.
- •3. Значения удельной намагничивающей мощности для стали марки э320 толщиной 0,36 и 0,5 мм на 20% выше данных таблицы; то же, для стали эззоа примерно соответствуют данными таблицы.
- •§ 4.5 Расчет тока холостого хода
- •§ 4.6. Активная и реактивная составляющие тока холостого хода
- •§ 4.7. Зависимость тока и потерь холостого хода от величины первичного напряжения
- •§ 4.8. Уравнение баланса э. Д. С. При холостом ходе
- •Контрольные вопросы
- •§ 5.2. Расчет потерь короткого замыкания
- •§ 5.3. Расчет добавочных потерь и потерь в отводах
- •§ 5.4. Потоки рассеяния при нагрузке трансформатора
- •§ 5.5. Вывод расчетной формулы напряжения рассеяния
- •§ 5.6. Расчет напряжения короткого замыкания
- •Контрольные вопросы
- •Глава VI изменение напряжения и коэффициент полезного действия § 6.1. Изменение напряжения трансформатора. Вывод расчетной формулы
- •§ 6.2. Внешняя характеристика трансформатора
- •§ 6.3. Расчет коэффициента полезного действия трансформатора
- •§ 6.4. Условия для получения наибольшего значения к. П. Д.
- •Контрольные вопросы
- •Глава VII дополнительное магнитное рассеяние и механические усилия
- •§ 7.1. Неравномерное распределение намагничивающих сил по высоте обмоток
- •§ 7.2. Расчет дополнительного реактивного падения напряжения от возникновения поперечного потока рассеяния
- •§ 7.3. Механические силы взаимодействия обмоток трансформатора
- •§ 7.4. Расчет радиальных и осевых механических усилий
- •Контрольные вопросы
- •Глава VIII расчет специальных трансформаторов
- •§ 8.1. Расчет автотрансформаторов. Распределение токов по ветвям обмотки. Типовая мощность
- •§ 8.2. Расположение обмоток автотрансформатора на стержнях магнитопровода
- •§ 8.3. Трехфазные автотрансформаторы
- •§ 8.4. Расчет трехобмоточных трансформаторов. Основные сведения. Режим холостого хода
- •§ 8.5. Режим нагрузки трехобмоточных трансформаторов. Расчет потерь и напряжения короткого замыкания
- •§ 8.6. Расчет индивидуальных падений напряжения трехобмоточного трансформатора
- •§ 8.7. Расчет изменения напряжения и к. П. Д. При различных распределениях нагрузки по вторичным обмоткам трехобмоточного трансформатора
- •§ 8.8. Расчет трансформаторов для питания ртутных выпрямителей
- •§ 8.9. Одно- и многофазные схемы выпрямления переменного тока при помощи ртутного выпрямителя и питающего его трансформатора
- •§ 8.10. Определение среднего значения выпрямленного напряжения
- •§ 8.11. Типовая мощность трансформатора для питания ртутных выпрямителей
- •§ 8.12. Сглаживающие фильтры
- •Контрольные вопросы
- •Глава IX регулирование напряжения трансформатора § 9.1. Требования госТа к регулированию напряжения
- •§ 9.2. Регулирование напряжения переключением без возбуждения. Прямая и оборотная схемы обмоток
- •§ 9.3. Регулирование напряжения под нагрузкой. Применяемые схемы
- •§ 9.4. Устройство и схема работы переключающего устройства
- •§ 9.5. Определение значений сопротивлений токоограничивающих реакторов и резисторов
- •§ 9.6. Схемы рпн с плавным регулированием напряжения
- •Контрольные вопросы
- •Глава X тепловой расчет трансформатора § 10.1. Нагревание частей трансформатора от его потерь
- •§ 10.2. Нормы нагрева и методы измерения температуры
- •§ 10.3. Способы теплопередачи от обмотки и масла через стенки бака и охлаждающие устройства в окружающую среду
- •§ 10.4. Расчет установившегося превышения температуры обмотки относительно температуры масла
- •§ 10.5. Расчет установившегося превышения температуры масла относительно температуры окружающего воздуха
- •§ 10.6. Охлаждающие устройства масляных трансформаторов. Расчет охлаждаемой (теплоотдающей) поверхности
- •§ 10.7. Неустановившееся тепловое состояние трансформатора
- •Контрольные вопросы
- •Глава X типы и устройство магнитопроводов § 11.1. Электротехническая сталь
- •§ 11.2. Типы одно- и трехфазных магнитопроводов
- •§ 11.3. Стыковые и шихтованные магнитопроводы
- •§ 11.4. Схемы шихтовки одно- и трехфазных магнитопроводов
- •§ 11.5. Влияние схем шихтовки и величины воздушных (немагнитных) зазоров на характеристики холостого хода
- •Контрольные вопросы
- •Глава XII типы и устройство обмоток § 12.1. Общие требования
- •§ 12.2. Обмоточные провода и типы обмоток
- •§ 12.3. Направление намотки катушек
- •§ 12.4. Цилиндрическая слоевая обмотка
- •§ 12.5. Катушечная слоевая (секционная) обмотка
- •§ 12.6. Дисковая и непрерывная обмотки
- •§ 12.7. Винтовая одкс и двухходовая обмотки
- •§ 12.8. Выполнение и расчет транспозиции в винтовой обмотке
- •§ 12.9. Примеры расчета равномерно-распределенной транспозиции
- •§ 13.2. Требования, предъявляемые к электрической прочности изоляции трансформатора
- •§ 13.3. Методы испытания изоляции и нормы испытательныхнапряжений
- •U’л и u’’л - номинальные напряжения обмоток
- •§ 13.4. Воздействие перенапряжений на изоляцию
- •§ 13.5. Выполнение защиты для силовых трансформаторов напряжением до 35 кв
- •§ 13.6. Емкостная компенсация трансформаторов напряжением 110 кв и выше
- •§ 13.7. Продольная емкостная компенсация внутренних обмоток
- •§ 13.8. Слоевые обмотки
- •Из электродов
- •§ 13.9. Методика выбора размеров главной и продольной изоляции при расчете силового трансформатора
- •Контрольные вопросы
- •Глава XIV конструирование трансформаторов § 14.1. Общие вопросы конструирования трансформатора. Увязка конструктивной разработки с расчетом и технологией изготовления
- •§ 14.2. Конструкция магнитопровода. Разработка поперечного сечения стержней и ярм. Раскрой стали. Стяжка пластин магнитопровода. Магнитопроводы из холоднокатаной стали. Бесшпилечная прессовка.
- •§ 14.3. Конструкция обмоток. Главная и опорная изоляции. Радиальное и осевое строение обмоток. Уравнительная изоляция
- •§ 14.5. Вспомогательные устройства: газовое реле, выхлопнаятруба, пробивной предохранитель. Установка термометров. Устройства для защиты масла от окисления и загрязнения
- •§ 14.6. Вводы масляных трансформаторов. Конструкция вводов классов напряжения 0,5-ню кв. Требования, предъявляемые к внешней изоляции. Шинные вводы
- •Гайка латунная; 12—шпилька медная.
- •§ 14.7. Переключатели и отводы обмоток. Типы и конструкция переключателей для схем пбв. Ребования, предъявляемые к конструкции переключателей. Конструкция и расчет сечения
- •Контрольные вопросы
- •Глава XV испытания, монтаж и эксплуатация трансформаторов § 15.1. Контрольные и типовые испытания трансформаторов. Испытания баков
- •Лампа; 6 —кнопка сигнала на пульт
- •§ 15.2. Способы транспортирования, порядок хранения и монтаж трансформаторов
- •§ 15.3. Основные правила технической эксплуатации трансформаторов. Релейная защита от коротких замыканий
- •§ 15.4. Нагрузочная способность трансформаторов
- •§ 15.5. Возможные неисправности и методы их устранения
- •Контрольные вопросы
- •Глава XVI расчет стоиости и экономической эффективности трансформатора. § 16.1. Расчет стоимости трансформатора
- •§ 16.2. Расчет экономической эффективности
- •Глава XVII перспективы развития трднсформаторостроения в ссср
- •Глава XVII курсовое проектирование § 18.1. Задание на проектирование силового трансформатора с масляным охлаждением на напряжение от 3 до 35 кв
- •§ 18.2. Примеры расчета трансформаторов Пример 1
- •Пример 2
- •§ 18.3. Электромагнитный расчет трансформатора мощностью 1000 ква, 10 кв Расчет магнитопровода.
- •Расчет обмоток
- •Определение весов активных материалов
- •Расчет характеристик
- •§ 18.4. Тепловой расчет трансформатора мощностью 1000 ква
- •§ 18.5. Расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 1000 ква
- •§ 18.6. Электромагнитный расчет трансформатора мощностью 2500 ква 35 кв Расчет магнитопровода
- •Расчет обмоток
- •Определение весов активных материалов
- •Расчет характеристик
- •§18.7. Тепловой расчет трансформатора мощностью 2500 ква
- •§ 18.8. Расчет механических усилий в обмотках трансформатора мощностью 2500 ква
- •§18.9. Графическая часть курсового проекта
- •Литература
§ 2. Состояние отечественного трансформаторостроения до октябрьской революции и его развитие в годы советской власти
До Октябрьской революции трансформаторостроение в России было развито очень слабо. Существовавшие в Харькове (ХЭМЗ), Петрограде («Электросила») и Москве («Динамо») заводы занимались лишь сборкой трансформаторов по чертежам зарубежных фирм. Мощность в одной единице не превышала 2000 ква.
При Советской власти наравне с общим подъемом промышленности стало развиваться и отечественное трансформаторостроение. Так, например, в 1924 г. на ХЭМЗе строятся трансформаторы уже мощностью 12 500 ква на напряжение 40 кв.
В 1927 г. по решению правительства в Москве был создан «Электрозавод», на котором было сконцентрировано и развернулось советское трансформаторостроение.
Рост выпуска трансформаторов, выраженный суммарной мощностью в ква, характеризуется следующими цифровыми данными: 1916 г. — 117 000 1925 г. — 200 000 1927 г. - 316 000
г. - 1 030 000
г. - 1 520 000
1938 г. - 3 500 000
1939 г. - 5 000 000 1953 г. — 9 000 000 1955 г. — 10 000 000.
С 1953 г. стали вступать в строй новые трансформаторные заводы, из которых самый крупный — Запорожский трансформаторный завод (ЗТЗ) в 1965 г. выпустил трансформаторов на 45 Гва•.
В 1931 г. на Московском электрозаводе был построен первый советский трансформатор на ПО кв, а в 1933 г.— на 220 кв. В 1955 г. на ЗТЗ был построен однофазный трансформатор мощностью 90 Мва и в 1956 г.— мощностью 123,5 Мва на напряжение 400 кв, предназначенные для линии электропередачи Куйбышевская ГЭС им. Ленина — Москва, в 1959 г.— мощностью 135 Мва на 500 кв и трехфазный трансформатор мощностью 240 Мва на 220 кв, в 1967 г. — трехфазный трансформатор мощностью 630 Мва на 220 кв и однофазный автотрансформатор мощностью 417 Мва на 750 кв для опытной линии электропередачи Конаково — Москва, в 1968 г.— однофазный трансформатор мощностью 417 Мва на 500 кв и в 1969 г.— трехфазный трансформатор мощностью 400 Мва на 500 кв. Кроме того, в 1967 г. для Асуанской ГЭС поставлены однофазные трансформаторы мощностью 167 Мва на 500 кв и трехфазные трансформаторы мощностью 206 Мва на 500 кв в экспортном тропическом исполнении.
Силовые трансформаторы большой мощности, а в ряде случаев и средних мощностей должны иметь возможность регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Это является необходимым, чтобы не прерывать подачу электроэнергии при переключении ступеней напряжения. Трансформаторы для этой цели имеют встроенную специальную аппаратуру.
Развитие высоковольтных сетей вызвало необходимость защиты трансформаторов от атмосферных и коммутационных перенапряжений. В связи с этим была разработана конструкция емкостной защиты, которой снабжаются все выпускаемые трансформаторы от ПО кв и выше, называемые благодаря такой защите грозоупорными.
Кроме силовых трансформаторов, изготовляется целый ряд трансформаторов специального назначения: электропечные, тяговые, для питания ртутных выпрямителей, измерительные, испытательные и др.
В связи с увеличивающимся с каждым годом выпуском трансформаторов входят в строй новые трансформаторные заводы.
Одновременно с постройкой трансформаторных заводов построены новые или расширено производство существующих заводов, поставляющих полуфабрикаты, как-то: легированную электротехническую сталь, обмоточные провода, электроизоляционный картон, фарфоровые вводы, трансформаторное масло и др.
