Задание для расчета
Мощность трансформатора: 400 кВА
Напряжение ВН: 35 кВ
Напряжение холостого хода: 0,690 кВ
Соединение обмоток ВН: звезда
Соединение обмоток НН: треугольник
Частота: 50 Гц
Характеристики
Потери холостого хода: 1,35 кВт
Потери короткого замыкания: 5,5 кВт
Напряжение короткого замыкания: 6,5 %
Дополнительные данные
Диаметр стержня: 205 мм
Число ступеней: 7
Высота окна (приблизительно): 610 мм
Содержание
Введение 3
Расчет магнитопровода 5
Расчет сечения ярма 8
Расчет обмоток 9
Числа витков НН и ВН 10
Расчет фазных токов в обмотках 11
Расчет обмотки НН (осевое строение) 11
Определение весов активных материалов 17
Вес стержней магнитопровода 17
Общий вес обмоточной меди: 18
Gм = GНН + GВН = 77.7 + 439,4 = 517,1 кг. 18
18
Расчет характеристик 18
Расчет потерь и тока холостого хода. 18
Расчет потерь короткого замыкания 22
Расчет напряжения короткого замыкания 24
Расчет изменения напряжения 27
Расчет коэффициента полезного действия 27
Введение
Трансформатор (от лат. transformo — преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты системы (напряжения) переменного тока (ГОСТ 16110-82).
Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:
Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм);
Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция).
На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.
В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.
Повышение и понижение напряжения переменного тока и выполняют силовые трансформаторы. Трансформаторы сами электрическую энергию не производят, а только ее трансформируют, т. е. изменяют величину электричексого
электрического
напряжения. При этом трансформаторы
могут быть повышающими, если они
предназначены для повышения напряжения,
и понижающими, если они предназначены
для понижения напряжения. Но принципиально
каждый трансформатор может быть
использован либо как повышающий, либо
как понижающий в зависимости от его
назначения, т. е. он является обратимым
аппаратом. Силовые трансформаторы
обладают весьма высоким коэффициентом
полезного действия (к. п. д.), значение
которого составляет от 95 до 99,5%, в
зависимости от мощности. Трансформатор
большей мощности имеет соответственно
и более высокий к. п. д.
Трансформатор состоит из магнитопровода и насаженных на него обмоток. Кроме того, трансформатор состоит из целого ряда чисто конструкционных узлов и элементов, представляющих собой конструктивную его часть. Элементы конструкции служат главным образом для удобства применения и эксплуатации трансформатора. К ним относятся изоляционные конструкции, предназначенные для обеспечения изоляции токоведущих частей, отводы и вводы - для присоединения обмоток к линии электропередачи, переключатели - для регулирования напряжения трансформатора, баки - для заполнения их трансформаторным маслом, трубы и радиаторы - для охлаждения трансформатора и др.
Магнитопровод и обмотки вместе с крепежными деталями образуют активную часть силового трансформатора.
Трансформатор во время своей работы вследствие возникающих в нем потерь нагревается. Чтобы температура нагрева трансформатора (в основном его изоляции) не превышала допустимого значения, необходимо обеспечить достаточное охлаждение обмоток и магнитопровода. Для этого в большинстве случаев трансформатор (активную часть) помещают в бак, заполненный трансформаторным маслом. При нагревании масло начинает циркулировать и отдает тепло стенкам бака, а от последних тепло рассеивается в окружающем воздухе.