СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение 3

1. Задание 4

2 Определение основных электрических величин 5

3. Расчет основных размеров магнитной системы 6

4. Расчет обмоток 10

5 Расчет потерь и КПД трансформатора 16

6. Расчет напряжения короткого замыкания 18

7. Расчет магнитной цепи 20

8. Расчет рабочих характеристик 23

Заключение 26

Список использованной литературы 27

Введение

В трансформаторах серии ТСЗ применяется холоднокатаная сталь 3404 толщиной 0,35 мм с жаростойким покрытием.

Конструкция магнитопровода – бесшпилечная, шихтовка выполняется с косыми стыками с целью снижения потерь и тока холостого хода (при таком расположении листов линия магнитной индукции совпадает с направлением проката стали).

Чтобы магнитный поток распределялся по сечению ярма так же, как в стержне, сечение ярма повторяет сечение стержня, за исключением двух крайних пакетов, ширина которых принимается равной ширине второго пакета, что способствует более благоприятной прессовке ярма.

При изготовлении трансформаторов применяют алюминиевый или медный (в зависимости от габаритов машины) провод марки АПБ или ПБ соответственно. Трансформаторы с алюминиевыми обмотками обеспечивают полноценную замену трансформаторов с медными обмотками, так как они могут иметь те же параметры холостого хода и короткого замыкания.

Применяют цилиндрические (из прямоугольного или круглого провода), винтовые, непрерывные обмотки также в зависимости от габаритов.

На стороне обмотки ВН предусматривается регулирование напряжения без возбуждения (ПБВ) ступенями %. Для крупногабаритных машин используют новые ламельные трёхфазные переключатели ответвления обмоток, которые крепятся на активной части на уровне обмоток, что предотвращает отрыв регулировочных отводов, идущих к переключателю ответвлений, при транспортировке трансформаторов. Регулировочные витки располагают в средней части обмотки ВН.

1. Задание

В задании на курсовой проект приводятся следующие исходные данные:

полная мощность трансформатора – S=250кВА;

номинальное напряжение обмотки ВН – U_В=10кВ;

номинальное напряжение обмотки НН – U_Н=0,4кВ;

напряжение короткого замыкания – U_кз=5,5%;

потери короткого замыкания ;

потери холостого хода ;

ток холостого хода i_0хх=3,5%

материал обмотки Al-алюминий;

вид переключения обмоток - ПБВ;

схема и группа соединений - Д/Ун-11;

частота и число фаз ;

тип трансформатора:ТСЗ-250/10.

2 Определение основных электрических величин

2.1 Расчет трансформатора начинают с определения основных электрических величин.

2.2 Номинальный (линейный ток)ток обмотки высокого напряжения ,А,

2.3 Номинальный (линейный ток)ток обмотки низкого напряжения ,А,

2.4 Фазный ток обмотки ВН А,

– при соединении в треугольник.

2.5 Фазные токи обмотки НН А,

–при соединении звезду;

2.6 Фазное напряжение обмотки ВН В,

– при соединении в треугольник.

2.7 Фазное напряжение обмотки НН В,

–при соединении звезду.

2.8 Испытательные напряжения обмоток

Для надежной работы трансформатора его изоляция испытывается в соответствии с ожидаемыми перенапряжениями, величина которых полностью определяется характеристиками защищающих его нелинейных вентильных разрядников, а также от типа трансформатора и от класса напряжения.

В табл. 2.1 [1] представлены испытательные напряжения промышленной частоты для масляных и сухих трансформаторов (ГОСТ 1516-73).

Номинальное напряжение обмотки ВН и НН 10 кВ и 0,4 кВ соответственно, наибольшее рабочее напряжение обмоток ВН и НН 12 кВ и 1 кВ соответственно, исходя из этого, получаем испытательное напряжения: U_испВН = 24 кВ; U_испНН = 3 кВ.

3. Расчет основных размеров магнитной системы

3.1. Выбор типа магнитной системы.

В соответствии с рекомендациями выбираем плоскую магнитную систему стержневого типа (рис.1). Сечение стержня может быть как прямоугольной формы, так и в форме правильной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность.

3.2. Выбор марки стали и величины максимальной индукции в стержне.

В основном, для производства трансформаторов, применяется сталь марок 3404 и 3405 толщиной 0,35 и 0,30 мм.

Выбор индукции, в зависимости от марки стали, типа и мощности трансформатора, производим по таблице 2.4. , выбираем сталь 3404, толщиной 0,35мм, величина максимальной индукции в стержне В=1,5Тл.

3.3. Выбор формы сечения стержня.

Выбираем сечение в форме симметричной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность с диаметром d.

Независимо от выбранной формы сечения сердечника, расчет необходимо начинать с определения диаметра окружности, описывающей ступенчатую фигуру.

3.4. Диаметр окружности, описывающей ступенчатую фигуру.

, м,

(1)

где  =1,3 – отношение средней длины окружности канала между обмотками к высоте обмотки – выбирается по таблице 3.12. ;

а_р – приведенная ширина канала рассеяния, м;

_Sст – мощность, приходящаяся на один стержень, кВА; для трехфазного трансформатора

k_p = 0,93  0,98 – коэффициент Роговского, принимаем k_p = 0,95;

f – частота питающей сети, Гц;

u_p – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %;

В_с – максимальная индукция в стержне, Тл, принимаем по табл. 2.4 В_с=1,5Тл;

k_c – коэффициент заполнения площади круга сталью.

3.4.1. Приведенная ширина канала рассеяния.

, м,

(1.а)

где а₁₂=0,04м – радиальное расстояние между концентрическими обмотками, выбирается по таблице 4.15. ;

, коэффициент k =0,68 выбирается в соответствии с таблицей 3.3.  и примечаниями к ней.

м.

3.4.2. Коэффициент заполнения площади круга сталью.

,

(1.б)

где k_з=0,97 – коэффициент, учитывающий межлистовую изоляцию и зависящий от толщины листов, определяется по таблице 2.3. ,

k_кр=0,93 – коэффициент, учитывающий заполнение площади круга площадью ступенчатой фигуры, определяется по таблице 2.6. .

_{3.4.3 Реактивную составляющую напряжения короткого замыкания определим по формуле}

Согласно рекомендациям таблицы 2.6 [1] принимаем D=0,17м.

3.5. Активное сечение стержня.

, м.2

(2)

3.6. Магнитный поток трансформатора:

, Вб.

(3)

3.7 Средний диаметр осевого канала между обмотками

,

где а_ср=1,8, по [1], табл. 3.4.

3.8 Высота обмоток

,

принимаем l=0,77м.

3.9 Высота окна под обмотку