Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ижевская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра «Электрические машины»

Контрольная работа

«ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА»

Выполнил: Елькин А.В.

студент 432 группы

Проверил: ст. препод. Булдакова С. Д.

Ижевск 2014

Содержание

Расчет обмоток низкого напряжения 3

Расчет обмотки высшего напряжения 8

Определение потерь короткого замыкания 13

Тепловой расчет обмоток трансформатора 14

Список литературы 16

1 Расчет обмоток низкого напряжения

Число витков на одну фазу обмотки НН

(1.1)

где U_ф1 – номинальное фазное напряжение обмотки НН, В;

f = 50 Гц – частота тока;

B_с – магнитная индукция в стрежнях, Тл.

При соединении в зигзаг: W₁=28*1.155=33

Площадь активного поперечного сечения стрежня, м²

(1.2)

где d – диаметр стрежня магнитопровода, м;

k_р – коэффициент заполнения круга при расчете площади сечения стрежня для трансформаторов от 40 до 630 кВА.

Напряжение одного витка, В

(1.3)

Число витков в одном слое двухслойной обмотки

(1.4)

Осевой размер обмотки, м

(1.5)

где l_о1 =0,03 – расстояние от обмотки НН до ярма трансформаторов, м;

l_с – высота стержня, м.

Ориентировочный осевой размер витка, м

(1.6)

Ориентировочное сечение витка, мм²

(1.7)

где J_ср – ориентировочная средняя плотность тока, А/м²;

I₁ – номинальный фазный ток обмотки НН, А.

Ориентировочная средняя плотность тока, А/м²

(1.8)

где S_н – мощность трансформатора, кВа;

U_в – напряжение одного витка, В;

k_д – коэффициент, учитывающий добавочные потери в обмотках,

k_д = 0,97 для трансформаторов до 100 кВа.

Средний диаметр витка двух обмоток

(1.9)

где τ =1,36 для трансформаторов с напряжением до 10 кВ;

Для обмоток из алюминиевого провода значение τ умножить на 1,06.

Укладываем обмотку на ребро.

В обмотках масляного трансформатора из прямоугольного провода, каждый провод которых с двух сторон омывается маслом, значение большего из двух размеров поперечного сечения провода b может быть определено по формуле:

(1.10)

где k_з = 0,8.

Выбираем провод

Площадь сечения провода:

Полное сечение витка из n_в1 параллельных проводников, м²

(1.11)

Где – сечение одного проводника, мм²;

n_в1 – число параллельных проводников.

Полученная плотность тока, А/м²

(1.12)

Осевой размер витка, м

(1.13)

где - осевой размер проводника с изоляцией, мм.

Осевой размер обмотки, м

(1.14)

Рисунок 1 – Определение высоты витка

Радиальный размер двухслойной обмотки

(1.15)

b₁₁ = 7 мм ;

Внутренний диаметр обмотки, м

(1.16)

где d – диаметр стержня магнитопровода, м;

a₀₁ – ширина канала между обмоткой НН и стрежнем.

Наружный диаметр обмотки, м

(1.17)

Средний диаметр обмотки, м

(1.18)

Полная охлаждаемая поверхность обмотки НН, м²

(1.19)

Масса обмоток НН из медных проводов, кг

(1.20)

Основные потери в обмотке НН, Вт

(1.21)

где a – размер проводника, в направлении перпендикулярном направлению линий магнитной индукции поля рассеяния, м;

b – размер проводника, в направлении параллельном направлению линий магнитной индукции поля рассеяния, м;

l₁ – осевой размер обмотки, м;

k_р = 0,95.

Коэффициент добавочных потерь в обмотке

(1.22)

где n_в1 – число параллельных проводников в витке;

n – число слоев обмотки;

Плотность теплового потока, Вт/м², на поверхности обмотки

(1.23)

Для масляных трансформаторов плотность теплового потока q₁ в обмотках не должна превышать 800 – 1000 Вт/м² при медном проводе и 600-800 Вт/м² – при алюминиевом.