Р
ОСЖЕЛДОР
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ростовский государственный университет путей сообщения»
(РГУПС)
В.А. Соломин, л.Л. Замшина, а.В. Соломин
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
МОЩНЫХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Учебное пособие
Ростов-на-Дону
2006
У ДК 621.313.2.001.24
Соломин В.А.
Проектирование мощных силовых трансформаторов : Учебное пособие;– Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2006. 50 с.; ил.9; табл.14; Библиогр. : 6 назв.
Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию предназначено для студентов очного, вечернего и заочного отделений, обучающихся по специальностям 180.100 – «Электромеханика» (ж.-д. транспорт). и 100.400 – «Электроснабжение ж.-д. транспорта», работающих над курсовым или дипломным проектом. Содержатся материалы по расчету основных параметров трансформатора, обмоток высшего и низшего напряжения, магнитной системы, тепловых режимов, экономических показателей и переходных режимов его работы.
Рекомендованы к изданию кафедрой «Электрические машины и аппараты» РГУПС.
Рецензенты: канд. техн. наук, доц. С.Д. Мрыхин (РГУПС);
канд. техн. наук, доц. Д.И. Янкелевич (РГАСХМ)
Ростовский государственный университет
путей сообщения, 2006
ВВЕДЕНИЕ
Силовые трансформаторы являются одним из основных элементов системы электроснабжения промышленных предприятий и транспорта. На электростанциях устанавливают повышающие трансформаторы, обеспечивающие уменьшение потерь мощности при доставке электроэнергии к потребителям. Высоковольтная электроэнергия при помощи понижающих трансформаторов в одну или две ступени преобразуется в электрическую энергию, которую используют для питания потребителей.
Студенты электротехнических специальностей должны уметь проектировать силовые трансформаторы, рассчитывать их характеристики в установившихся и переходных режимах. В учебном пособии изложены сведения, достаточные для расчета силовых трансформаторов с классом напряжения до 35 кВ и мощностью до 630 кВ∙А, а также приведены ссылки на источники, позволяющие спроектировать трансформаторы большей мощности.
В задании на курсовое или дипломное проектирование указываются: тип трансформатора и его мощность, номинальные напряжения обмоток, потери холостого хода и короткого замыкания, напряжения короткого замыкания, ток холостого хода, схема и группа соединений, материал обмоток и сердечника, степень нагрузки при пропуске пакета поездов, остаточная магнитная индукция.
В результате выполнения проекта должны быть рассчитаны электромагнитные и конструктивные параметры трансформатора и тепловые режимы, сконструирована охлаждающая система, определены технико-экономические показатели. В графической части проекта следует представить конструкцию спроектированного трансформатора.
Работая над проектом, необходимо придерживаться следующих отклонений рассчитанных параметров по сравнению с заданными, %:
- потери холостого хода +35;
- потери короткого замыкания +10;
- ток холостого хода +30;
- напряжение короткого замыкания ±10;
- коэффициент трансформации ±0,5.
Учебным пособием предусматривается проектирование силовых трансформаторов мощностью до 630 кВ∙А, а также даются сведения для расчета более мощных трансформаторов.
Ниже приводится один из возможных вариантов составления пояснительной записки проекта.
1 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
1.1 Мощность одной фазы трансформатора:
,
где т – число фаз, обычно равное трем;
Sн – номинальная мощность, кВ∙А.
1.2 Мощность на одном стержне:
,
где с – число стержней, обычно три.
1.3 Номинальный линейный ток обмотки высшего напряжения (ВН):
.
1.4 Номинальный линейный ток обмотки низшего напряжения (НН):
.
1.5 Номинальные фазные токи:
− при соединении
в звезду, зигзаг;
− при соединении
в треугольник.
Рассчитать фазные токи обмоток НН IФ1 и ВН IФ2.
1.6 Номинальные фазные напряжения:
− при соединении
в звезду;
− при соединении
в треугольник;
− при соединении
в зигзаг.
В последнем случае определяется напряжение одной половины обмотки фазы.
Рассчитать фазные напряжения обмоток НН UФ1 и ВН UФ2.
1.7. Испытательные напряжения обмоток трансформатора следует определять по нижеследующей таблице.
Таблица 1.1
-
Класс напряжения, кВ
6
10
20
35
Испытательное напряжение, кВ
25
35
55
85
Для обмоток НН с напряжением до 1 кВ испытательное напряжении составляет 5 кВ.