МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА

ДЗЕРЖИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

Кафедра “Физика и электротехника”

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ДВУХОБМОТОЧНОГО

СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА С МАСЛЯНЫМ

ОХЛАЖДЕНИЕМ

Методические указания к курсовому проекту по дисциплине

“Электромеханика” для студентов специальности 140211 “Электроснабжение» всех форм обучения

Дзержинск 2011

Составитель С.Е.Невский

УДК 621.3

Проектирование трехфазного двухобмоточного силового трансформатора с масляным охлаждением: метод. указания к курсовому проекту по дисциплине “Электромеханика” для студентов специальности 140211 “Электроснабжение” всех форм обучения/ НГТУ им. Р.Е. Алексеева, ДПИ Сост. С.Е. Невский. Дзержинск, 2009.- 87с.

Издание предназначено для студентов факультета автоматизации, транспорта и энергетики специальности 140211 “Электроснабжение”

Оглавление

Раздел 1. Задание на проектирование …………………………………….4

Раздел 2. Общие вопросы проектирования силовых

трансформаторов.............................................................................9

2.1. Введение в методику расчета электромагнитных

устройств переменного тока……………………………………….9

2.2. Основные эксплуатационные параметры

трансформатора и их расчет………………………...…................13

2.3. Изменение вторичного напряжения…………………..…………20

2.4. Процесс теплопередачи в масляных трансформаторах…….…..21

Раздел 3. Методика расчета трансформатора…………………………...26

3.1. Схема расчета трансформатора…………………………………..26

3.2. Определение основных электрических параметров

трансформатора…………………………………………………...27

3.3. Определение основных размеров трансформатора……………..28

3.4 Изоляция в трансформаторах…………………………………….33

3.5. Главная изоляция обмоток. Минимально допустимые

изоляционные расстояния………………………………………...34

3.6. Продольная изоляция обмоток…………………………………...39

3.7. Выбор конструкции и расчет обмоток…………………………..40

3.8. Расчет обмоток НН………………………………………………..42

3.9. Расчет обмоток ВН………………………………………………..50

3.10. Определение параметров короткого замыкания………………..57

3.11. Расчет магнитной системы……………………………………….60

3.12. Определение превышения температуры обмоток над

температурой масла........................................................................71

3.13. Выбор типа бака и определение его размеров………………….73

3.14. Окончательный расчет превышения температуры обмоток и

масла над температурой окружающего воздуха………………..83

Список рекомендуемой литературы……………………………………………85

Приложение: перечень таблиц…………………………………………………86

требования к оформлению расчетно-пояснительной записки..88

Раздел 1. Задание на проектирование

Задание на проектирование трехфазного двухобмоточного силового трансформатора включает следующие основные параметры и эксплуатационные характеристики:

номинальная полная мощность S, кВ А;

номинальные линейные напряжения: первичное U_1н и вторичное U_2н, кВ;

схемы соединения и группы соединения обмоток;

параметры короткого замыкания: напряжение u_к % и потери P_к, кВт;

параметры холостого хода: ток i₀, % и потери P_х, кВт.

Одинаковыми для всех вариантов являются:

Частота тока 50 Гц, число фаз 3, число обмоток на стержне – 2 (одна первичная и одна вторичная), способ охлаждение – масляное, режим работы - продолжительный, регулирование напряжения ± 2 х 2,5 % (+5; +2,5; 0; - 2,5; - 5) % за счет переключения ответвлений (ПБВ) обмотки высшего напряжения (ВН).

В соответствием с указанными данными необходимо:

- провести электромагнитный, конструктивный и тепловой расчеты, определить размеры магнитопровода и обмоток;

- определить параметры холостого хода и короткого замыкания и сравнить их с заданными;

- рассчитать и построить:

• Зависимость изменения напряжения ∆U₂ от коэффициента мощности нагрузки cos φ₂ при номинальном токе;

• Зависимость вторичного напряжения U₂ от коэффициента нагрузки Кнг при cos φ₂ = 0,8;

• Зависимость коэффициента полезного действия (КПД) от коэффициента нагрузки Кнг при cos φ₂ = 0,8;

При окончательном расчете трансформатора допускается отклонение расчетных параметров от заданных:

• По току холостого хода до 15%;

• По потерям холостого хода до 7,5%;

• По напряжению и потерям короткого замыкания не более чем на ± 5%.

Каждому студенту выдается индивидуальное задание, форма которого указана на следующей странице. Каждому номеру задания соответствуют цифровые данные, указанные в табл. 1, где приводятся номинальные параметры рассчитываемого трансформатора. Цифровые данные переносятся в соответствующие графы задания.

НИЖЕГОРОДКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е.АЛЕКСЕЕВА

Дзержинский политехнический институт (филиал)

Факультет автоматизации, транспорта и энергетики

Кафедра «Физика и электротехника»

Специальность 140211 “Электроснабжение”

Задание №

на проектирование трёхфазного двухобмоточного трансформатора

1. Номинальная мощность...................................................кВА

2. Номинальное напряжение................................................кВ

3. Схема и группа соединения обмоток...............................

4. Напряжение короткого замыкания....................................%

5. Потери короткого замыкания............................................кВт

6. Потери холостого хода.......................................................кВт

7. Ток холостого тока...............................................................%

ОБЪЁМ И ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ ОСНОВНЫХ РАЗДЕЛОВ ПРОЕКТА

№ п/п	Наименование основных разделов проекта	Объём раздела, %	Срок представления (уч. неделя)	Выполнение (отметка ру- ководителя)
1	Расчёт основных геометрических размеров трансформатора	10	2
2	Расчёт обмоток трансформатора	15	4
3	Расчёт потерь и напряжения короткого замыкания	10	5
4	Окончательный расчёт магнитной системы трансформатора	15	7
5	Тепловой расчёт трансформатора	15	9
6	Расчёт характеристик	10	10
7	Разработка конструкции (выполнение чертежей)	10	11
8	Оформление пояснительной записки	15	12

Чертежи: 1. Активная часть трансформатора.

2. Расположение и размеры обмоток.

3. Проходной изолятор ВН.

Задание студенту гр.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ ЭСН___________________выдано

«___» ___________201 г. Срок защиты «___»__________201 г.

Руководитель___________________ ( )

Задание принял ___________________ ( )

Таблица 1. Данные для расчёта трёхфазных двухобмоточных