І. Курстық жұмысқа берілген тапсырма және

трансформаторды есептеу схемасы

Есептеуге берілген мәндер

Курстық жұмыстың тапсырмасы бойынша екіорауышты трансформаторды есептеу үшін келесі мәндер берілуі тиіс:

трансформатордың толық қуаты S, кВ∙А;

фаза саны, m;

жиілік f, Гц;

орауыштардың жоғарғы (ЖК) және төменгі (ТК) номиналды сызықтық кернеулері U;

кернеуді реттеу тәсілі – қоздырусыз қайта қосу, кернеуді реттеу пайыз есебімен көрсетілген сатылар саны;

Орауыштардың қосылу тобы және сызбасы С;

Трансформаторды суыту тәсілі О;

Жүктеме тәртібі – жалғасымды;

Орауыштар сымының материалы П;

Қысқа тұйықталу кернеуі U_қт%;

Қысқа тұйықталу кезіндегі шығын Р_қт Вт;

Бос жүріс кезіндегі шығын Р_бж Вт;

Бос жүріс тоғы І_бж %;

1.2.Трансформаторды есептеу схемасы

а) Есептік бөлімі

Магниттік сымның геометриялық өлшемдерін анықтау.

Орауыштардағы орамдар санын, олардың қимасы аудандарының орауыштың геометриялық өлшемдерін анықтау.

Трансформатордың қысқа тұйықталу кезіндегі кернеуін анықтау және берілген қысқа тұйықталу кернеуін алу үшін анықталған мәнге өзгертулер енгізу.

Трансформатор кедергілерін анықтау.

Номиналды кернеу кезіндегі бос жүріс тоғын анықтау.

Орамдарға және магниттік сымдарға түсетін жылулық жүктемелерді анықтап, оларды рұқсат етілген мәндермен салыстыру.

Трансформаторда күтпеген жерден пайда болатын қысқа тұйықталу (ҚТ) тоғын, ҚТ кезіндегі сынау температурасына дейін трансформаторды қыздыруға жұмсалатын уақытты анықтау және орауыштың орамдарына әсер ететін салыстырмалы күштік мәнді есептеу.

Екінші реттік кернеудің тоқ пен кернеу арасындағы ығысу бұрышына тәуелділігін анықтау.

Трансформатордың сыртқы сипаттамаларын анықтау.

Пайдалы Әсер Коэффицентінің (ПӘК) жүктеме деңгейіне тәуелдігін есептеу.

Курстық жұмыстың есептік бөлімін А4 форматымен 25-35 парақ көлемінде түсініктемелік қолжазба ретінде тапсыру керек.

b) тапсырманың графикалық бөлімі

Трансформатордың жалпы көрінісін салып оның магник сымының кесіндісін көрсету.

Болғандағы трансформатордың векторлық диаграммасын және Т тәріздес орналасу схемасын тұрғыз.

Тапсырманың есептік бөліміндегі 8,9,10, пунктер бойынша тәуелділік графиктерін құрғыз.

Курстық тапсырманың графикалық бөлімін А1 форматты бір бетте орындайды. Есептік бөлімде графиктік бөлімдегі сызбалар мен графиктерге түсіндірме жазу керек.

Курстық жұмысқа есептік және графикалық бөлімдерден басқа келесі мағлұматтар енгізілу керек:

Аннотация – Курстық жұмыстың қысқаша мазмұны.

Курстық жұмыстың есептік бөліміне анализ жасап, қорытынды шығару.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімін көрсету.

Мазмұны

1.3.Курстық жұмыстың тапсырмасы

№	S кВА	U1 В	U2 В	m	F Гц	C	O	M	Uкт %	Pкт Вт	Pбж Вт	Iбж %
1.	25	10000	400	3	50	У/ун-0	май	Cu	4,5	600	130	3,2
2.	25	10000	400	3	50	У/ун-0	Ауа	Cu	4,5	600	130	3,2
3.	25	10000	400	3	50	У/ун-0	Май	Al	4,5	600	130	3,2
4.	25	10000	400	3	50	У/ун-0	Ауа	Al	4,5	600	130	3,2
5.	25	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Cu	4,7	690	130	3,2
6.	25	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	690	130	3,2
7.	25	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	690	130	3,2
8.	25	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Al	4,7	690	175	3,2
9.	40	10000	400	3	50	У/ун-0	Май	Cu	4,5	880	175	3,0
10.	40	10000	400	3	50	У/ун-0	Ауа	Cu	4,5	880	175	3,0
11.	40	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	880	175	3,0
12.	40	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	880	175	3,0
13.	40	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Cu	4,7	1000	175	3,0
14.	40	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	1000	175	3,0
15.	40	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	1000	175	3,0
16.	40	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Al	4,7	1000	175	3,0
17.	63	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	1280	240	2,8
18.	63	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	4,5	1280	240	2,8
19.	63	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	1280	240	2,8
20.	63	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	1280	240	2,8
21.	63	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Cu	4,7	1470	240	2,8
22.	63	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	1470	240	2,8
23.	63	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	1470	240	2,8
24.	63	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Al	4,7	1470	240	2,8
25.	100	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	1970	330	2,6
26.	100	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	4,5	1970	330	2,6
27.	100	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	1970	330	2,6
28.	100	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	1970	330	2,6
29.	100	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Cu	4,7	2270	330	2,6
30.	100	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	2270	330	2,6
31.	100	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	2270	330	2,6
32.	100	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Al	4,7	2270	330	2,6
33.	100	35000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	6,5	1970	420	2,6
34.	100	35000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	6,5	1970	420	2,6
35.	100	35000	400	3	50	У/zн-11	Май	Cu	6,8	2270	420	2,6
36.	100	35000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	6,8	2270	420	2,6
37.	160	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	2650	510	2,4
38.	160	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	4,5	2650	510	2,4
39.	160	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	2650	510	2,4
40.	160	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	2650	510	2,4
41.	160	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Cu	4,7	3100	510	2,4
42.	160	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	3100	510	2,4
43.	160	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	3100	510	2,4
44.	160	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Al	4,7	3100	510	2,4
45.	160	35000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	6,5	2650	620	2,4
46.	160	35000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	6,5	2650	620	2,4
47.	160	35000	400	3	50	У/zн-11	Май	Cu	6,8	3100	620	2,4
48.	160	35000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	6,8	3100	620	2,4
49.	250	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	3700	740	2,3
50.	250	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	4,5	3700	740	2,3
51.	250	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	3700	740	2,3
52.	250	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	3700	740	2,3
53.	250	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	4200	740	2,3
54.	250	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	4200	740	2,3
55.	250	10000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	4200	740	2,3
56.	250	10000	400	3	50	У/zн-11	Ауа	Al	4,7	4200	740	2,3
57.	250	35000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	6,7	4200	740	2,3
58.	250	35000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	6,5	3700	900	2,3
59.	250	35000	400	3	50	У/zн-11	Май	Cu	6,8	4200	900	2,3
60.	250	35000	400	3	50	У/zн-11	Май	Al	6,8	4200	900	2,3
61.	400	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	5500	950	2,1
62.	400	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	4,5	5500	950	2,1
63.	400	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	5500	950	2,1
64.	400	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	5500	950	2,1
65.	400	10000	400	3	50	Д/zн-11	Май	Cu	4,7	5900	950	2,1
66.	400	10000	400	3	50	Д/zн-11	Ауа	Cu	4,7	5900	950	2,1
67.	400	10000	400	3	50	Д/zн-11	Май	Al	4,7	5900	950	2,1
68.	400	10000	400	3	50	Д/zн-11	Ауа	Al	4,7	5900	950	2,1
69.	400	35000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	6,5	5500	1200	2,1
70.	400	35000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	6,5	5500	1200	2,1
71.	400	35000	400	3	50	Д/zн-11	Май	Cu	6,5	5900	1200	2,1
72.	400	35000	400	3	50	Д/zн-11	Май	Al	6,5	5900	1200	2,1
73.	630	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	5,5	7600	1310	2,0
74.	630	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	5,5	7600	1310	2,0
75.	630	10000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	5,5	7600	1310	2,0
76.	630	10000	400	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	5,5	7600	1310	2,0
77.	630	10000	400	3	50	Д/zн-11	Май	Cu	5,5	8500	1310	2,0
78.	630	10000	400	3	50	Д/zн-11	Ауа	Cu	5,5	8500	1310	2,0
79.	630	10000	400	3	50	Д/zн-11	Май	Al	5,5	8500	1310	2,0
80.	630	10000	400	3	50	Д/zн-11	Ауа	Al	5,5	8500	1310	2,0
81.	630	35000	400	3	50	У/ун -0	Май	Cu	6,5	7600	7600	2,0
82.	630	35000	400	3	50	У/ун -0	Май	Al	6,5	7600	7600	2,0
83.	630	35000	400	3	50	Д/zн-11	Май	Cu	6,6	8500	8500	2,0
84.	630	35000	400	3	50	Д/zн-11	Май	Al	6,5	8500	8500	2,0
85.	160	10000	690	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	2650	2650	2,4
86.	160	10000	690	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	2650	2650	2,4
87.	160	10000	690	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	3100	3100	2,4
88.	160	10000	690	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	3100	3100	2,4
89.	40	10000	690	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	880	880	3,0
90.	40	10000	690	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	4,5	880	880	3,0
91.	40	10000	690	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	880	880	3,0
92.	40	10000	690	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	880	880	3,0
93.	40	10000	690	3	50	У/zн-11	Май	Cu	4,7	1000	1000	3,0
94.	40	10000	690	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	1000	1000	3,0
95.	40	10000	690	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	1000	1000	3,0
96.	40	10000	690	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	1000	1280	3,0
97.	63	10000	690	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	1280	1280	2,8
98.	63	10000	690	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	4,5	1280	1280	2,8
99.	63	10000	690	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	1280	1280	2,8
100.	63	10000	690	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	1280	1470	2,8
101.	63	10000	690	3	50	У/zн-11	Май	Cu	4,7	1470	1470	2,8
102.	63	10000	690	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	1470	1470	2,8
103.	63	10000	690	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	1470	1470	2,8
104.	63	10000	690	3	50	У/zн-11	Ауа	Al	4,7	1470	330	2,8
105.	100	10000	690	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	1970	330	2,6
106.	100	10000	690	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	4,5	1970	330	2,6
107.	100	10000	690	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	1970	330	2,6
108.	100	10000	690	3	50	У/ун -0	Ауа	Al	4,5	1970	330	2,6
109.	100	10000	690	3	50	У/zн-11	Май	Cu	4,7	2270	330	2,6
110.	100	10000	690	3	50	У/zн-11	Ауа	Cu	4,7	2270	330	2,6
111.	100	10000	690	3	50	У/zн-11	Май	Al	4,7	2270	330	2,6
112.	100	10000	690	3	50	У/zн-11	Ауа	Al	4,7	2270	330	2,6
113.	160	10000	690	3	50	У/ун -0	Май	Cu	4,5	2650	510	2,4
114.	160	10000	690	3	50	У/ун -0	Ауа	Cu	4,5	2650	510	2,4
115.	160	10000	690	3	50	У/ун -0	Май	Al	4,5	2650	510	2,4

ІІ. Кіріспе.

МЕСТ-16110-82 бойынша трансформатор дегеніміз екі не одан көп индуктивті байланысқан орауыштар бар және электрмагниттік индукция арқылы бір кернеудегі айнымалы тоқ жүйесін сол жиіліктегі басқа бір айнымалы тоқ жүйесіндегі кернеуге түрлендіретін электрмагниттік статикалық құрылғы.

Электр жүйесіндегі және электр энергиясын тұтынушылар торабындағы электр энергиясын түрлендіретін трансформаторлар күштік трансформаторлар деп аталады. Егер күштік трансформаторлар жүктеме сипаттамасымен, жұмыс режимімен және басқа жұмыс шарттарымен ерекшеленбейтік, тек торапқа қосылуға арналған болса мұндай трансформаторлар жалпылай тағайындалатын күштік трансформаторлар деп аталады. Егер күштік трансформаторлар жүктеме сипаттамасымен, жұмыс режимімен және басқа жұмыс шарттарымен ерекшеленетін, тікелей қоректі қажет ететін трансформаторлар арнайы тағайындалатын күштік трансформаторлар деп аталады.Мұндай тораптарға және қабылдағыштарға жерасты шахталарының тораптары мен құрылғыларын, түзеткіш құрылғыларды, электр доғалық пештерді жатқызуға болады.

Ұсынылып отырған курстық жұмыста жалпы қуаты 25-630 кВА болатын жалпылай тағайындалатын күштік трансформаторларды есептеу керек.

Оқу-әдістемелік құралды пайдалану қолайлы болу үшін мұнда барлық тәжірибелік жөн сілтеулер мен анықтамалық материалдар толық және жан-жақты ұсынылған. Әр студент өз нұсқасы бойынша жеке тәжірибесі негізінде трансформатор өлшемдерінің, активті материалдар қасиеттерінің және техникалық параметрлерінің өзара байланысын, сонымен қатар тораптағы және өндіру технологиясындағы трансформатордың орнын түсіну керек. Тек осы мәліметтерді толық меңгергеннен кейін ғана қазіргі заманғы есептеу техникасын пайдаланып курстық жұмысты есептеуге болады.

Күштік трансформаторлар әр электр торабындағы ең маңызды элеметтердің бірі болып табылады. Қазіргі таңда электр энергиясын үлкен қашықтықтарға, яғни өндіру орнынан тұтынушыларға жеткізу үшін кем дегенде 5-6 рет трансформациялауға тура келеді. Тұтынушыны есептемегенде электр станция шиналарындағы кернеу 15,75 кВ қоректенуші торап 1000 км қашықтықта болса, жеткізу желілеріндегі кернеу құлауын есептегенде әдетте мынадай 6 трансформатордың кезектесуін байқауға болады: 15,75-тен 525 кВ-қа; 500-ден 242 кВ-қа; 230-дан 121 кВ-қа; 115-тен 38,5 кВ-қа; 35-тен 11кВ-қа; 10кВ-тан 0,4 немесе 0,69 аВ-қа.

Электр энергиясын әртүрлі бағытта бірнеше мыңдаған тұтынушыларға жеткізу қажет болғандықтан бірнеше рет трансформацияланады, осының салдарынан жеке трансформаторлар саны генератораларсанынан әлдеқайда артық болады. Электр станцияларында электр энергиясы кернеуі 11-18 кВ (кейде 30-35 кВ) синхронды генераторлармен өндіріледі. Бұл кернеу пайдаланушылардың тікелей қолдануына өте жоғары болғанымен, энергияны үнемді түрде үлкен қашықтыққа беруге жеткіліксіз. Кернеуді өсіру үшін жоғарылатқыш трансформаторлар қолданылады. Электр энергиясын пайдаланушылардың қауіпсіздігін сақтау мақсатымен электр энергиясының қабылдағыштары төменгі кернеуде (110-380 В) жұмыс істеуге есептелген. Оның үстіне жоғарғы кернеу кезінде тоқ жүретін бөліктер өзара күшті оқшауландырылмаған болуы керек, бұл аппараттар мен аспаптардың құрылысын күрделендіруге алып келеді. Сондықтан энергия берілісінде қолданылатын қабылдағыштарды жоғарғы кернеумен тікелей қоректендіруге болмайды. Ол үшін энергия қабылдағыштарға төмендеткіш трансформаторлар арқылы береді. Торапта төменгі кернеулі сатыда электр энергиясын еркін тарату үшін әдетте жоғарғы кернеулі келесі сатыларға қарағанда үлкенірек қуат мәндерін қабылдайды. Осының салдарынан орнатылған трансформаторлардың жалпы қуаты электр станцияларындағы электр энергиясын өндіретін генераторлардың қуаттарынан бірнеше есе (7-8 есе) көп болады.

Электр торабындағы күштік трансформаторлардың орнын анықтай отырып, электр станциядан алшақтаған сайын трансформатордың бірлік қуаты кемитінін, ал трасформаторларды дайындауға жұмсалатын материал шығыны, сонымен қатар 1кВт шығын бағасы жоғарылайтынын елеген жөн. Осы себепті күштік трансформаторларға жұмсалатын материалдардың едәуір бөлігі тораптан алыс шалғайларда орналасқан бөлімдерге, яғни 35 және 10 кВ жоғарғы кернеулі трансформаторларға бөлінеді. Дәл осы трансформаторларда өте қымбат бағамен өтелетін негізгі энергия шығындары да байқалады.

Қазіргі таңда күштік трансформаторлар электр тораптарындағы ең маңызды элемент болып табылады және келешекте трансформатор құрылысының дамуы мемлекет энергиясының дамуымен анықталады.

Трансформатор сапасын жақсарту үшін өндірісте прогресстік технологиялардың қолданылуы, жұмсалатын материалдардың үнемделуі және торапта жұмыс істеген кезде энергия шығынының төмендетілуі керек. Бүкіл трансформаторлар паркінің энергия және материал шығынын кеміту үшін 10 және 35 кВ кернеулі тұтынушыларды энергиямен қамтамасыз ететін таратушы трансформаторлардағы энергия шығынын төмендетіп материалдарды үнемдеу керек.

ІІІ. Трансформатор құрылысында қолданылатын негізгі материалдар.

Трансформатор дайындауға пайдаланылатын негізгі материалдар: активті-магнит жүйесінің болаты, орауыштардың металы: оқшаулағыштық – орауыштарды және басқа трансформатор бөлшектерін оқшаулауға арналған материалдар, мысалы электр оқшаулағыш картон, фарфор, ағаш, трансформаторлық май т.б, құрылымдық – бақ және әртүрлі бекіту бөлшектерін дайындауға жұмсалатын материалдар болып бөлінеді.

Трансформатордың екә негізгі активті материалдардың бірі болып электртехникалық болат таспасы болып табылады. Бірнеше жыл көлемінде қалыңдығы 0,5 -0,35 мм болатын болат таспасы пайдаланылып келеді. Бұл болат сапасы уақыт келе жоғарылағанымен, салыстырмалы шығыны жоғары еді.

40-жылдардың аяғында суытылған күйінде жазылатын (басылатын), кристалдары белгілі ретпен орналастырылған салыстырмалы шығыны өте төмен және магниттік өткізгіштігі өте жоғары болат таспасының пайда болуы магниттік жүйедегі индукцияны 1,4-1,45 Тл-дан 1,6-1,65 Тл-ға дейін көтеруге мүмкіндік берді.

Суық күйінде жазылған болаттың жазылым бағытымен сәйкес келетін бағыт бойынша магниттік өтімділігі ( ыстық күйінде жазылған болатқа қарағанда) жоғары, ал жазылым бағытында көлденең бағытта біршама төмен болады. Сондықтан суық күйінде жазылған болаттан магниттік өткізгіштерді магниттік сызықтары болат жазылымының бағытымен тұйықталатындай етіп жасайды.

Қуаты аз трансформаторлардың магниттік жүйесі суық күйінде жазылған болат таспасынан жасалады. Қуаты үлкен трансформаторлардың магниттік жүйесі болат тілімдерінен жасалады.

Ыстық күйінде жазылған болаттың магниттік өтімділігі барлық бағытта бірдей болады. Қуаты аз трансформаторлардың магниттік жүйелері болат табақшаларынан штамп арқылы жасалынған ІІІ немесе ІІ тәріздес кеспелерден жиналады.

Трансформатордың келесі актифті материалы орауыштар металы болып табылады. Оның меншікті кедергісі төмен дайындалуы оңай, коррозияға шыдамды және электролиттің, мыстың механикалық беріктігі таптымайтын қасиеттері болып табылатындықтан, жылдар бойы оған ешқандай өзгерістер қажет болмаған. Бірақ жер қойнауында мыстың табиғи қорының жеткіліксіз болуынан басқа металл іздестіруге тура келді, осы кезде алдымыздан табиғатта кең тараған алюминий шықты. Орауыштардағы мыс орамдардың алюминий орамдарға ауыстылылуы ең алдымен алюминидің меншікті кедергісінің үлкендігінен байқалатын (мыспен салыстырғанда шамамен 1,6 есе). Мыс пен алюминийдің негізгі физикалық қасиеттері 1-кстеде көрсетілген.

1-кесте. Мыс және алюминийден жасалған орамдық

сымдардың негізгі физикалық қасиеттері

Металл	Электрлік кедергісі мкОм∙м	меншікті	Тығыздығы кг/м3	Беріктік шегі Мпа	Меншікті жылу сыйымдылығы Дж/(кг∙С)
	20 С	75 С
Электролиттік мыс	0,01724	0,02135	8900	240	390
Алюминий	0,0280	0,0344	2700	80-90	816

Күштік трансформаторларда негізгі изоляциялық материал – трансформаторлық май – жоғары изоляциялық қасиеттерге ие сұйық диэлектрик. Трансформаторлық майдың арқасында 500, 750 және 1150 кВ-тық трансформаторларды ойлап табуға мүмкіндік болды.Бірде-бір сұйық немесе газ тәріздес диэлектрик оның орнын баса алмайды.

Басқа изоляциялық материалдарға қарағанда трансформатор қызыметінің кезінде майдың бір көлемі қолданылмайды.Трансформаторды жабдықтау басрыснда температураның көтерілуінен қышқылданып майдың сапасы өзгеруі мүмкін,сол себепті ол майды кептіріп,тазартып немесе ауыстырып отыру керек.

Ауа майымен салыстырғанда жетілдірілген оқшауланғыш және суытылатын орта болып табылады.Сол себепті құрғақ трансформаторларда оқшаулағыш аралықтар мен суытқыш каналдарды кең қылып ,ал активті материалдардың электромагниттік жүктемесін азайту керек.

Құйынды тоқтар әсерінен болатын шығынды азайту үшін магниттік жүйедегі таспалар бір-біріне оқшаулануы керек.

Қазігі таңда қызығу төзімді лакпен қаптастырылған болат таспалар берік және сенімді оқшауланады.

Стержень қимасы ауданының таза болатпен толтыру коэффиценті (коэффицент заполнения) болаттың таза ауданының сатылы пішін ауданына қатынасына тең.

Толтыру коэффиценті болат таспалардың қалыңдықтарына – 0,35; 0,30; немесе 0,27 мм; таспалардың оқшаулануына, таспалардың сығылту кушіне және жазық беттен ауытқуына байланысты.Суытылған күйінде жазылған рулондық болат үшін қалыңдығы 0,35; 0,30; немесе 0,27 мм жазық беттен биіктігі бойынша ауытқуы 2 мм, ұзындығы бойынша ауытқуы 1% рұқсат етілген .МЕСТ21427.1-83 талаптарына сай келетін толтыру коэффиценттері К, 2-кестеде көрсетілген.

2 - кесте

Болат маркасы	Қалыңдығы	Оқшауландырылған түрі	Kз
3404, 3405, 3406,3407, 3408	0,35	қыздыруға төзімді	0,97
	0,30		0,96
3405, 3406,3407, 3408	0,27		0,95
3404, 3405, 3406,3407, 3408	0,35	қыздыруға төзімді және лакпен қаптастырылған	0,965
	0,30		0,955
3405, 3406,3407, 3408	0,27		0,945

Күштік трансформатордың магнит жүйесіне болат маркасын және қалыңдығын таңдау барысында магниттік қасиеттері жоғары болаттардың бағасы да жоғары болатынын ескерген жөн. Ал қалыңдығы аз магниттік қасиеттері жоғары болаттардың толтырылу коэффициенті де аз болады. Пластиналардың қалыңдығы неғұрлым аз болса, сатылы пішінде болат таспалардың саны соғұрлым көп болады.

Әдетте күштік трансформатордың жеке технологиялық операциялардың жұмыс ауқымдылығын, магниттік қасиеттерін және пайдаланылатын болат шынжырды еске ала отырып, қалыңдығы 0,35 немесе 0,30 мм болатын 3404 немесе 3405 маркалы болаттар жиі қолданылады.

3 – кестеде қалыңдықтары әр түрлі болат таспалардың салыстырмалы өлшемдері көрсетілген.

3-кесте

Қалыңдығы, мм	Болат маркасы	Меншікті салыстырмалы шығыны, %	Салыстырмалы бағасы, %	Пакеттегі Пластиналы ар саны	Kз
0,35	3404 3405	100 94	100 104,1	100	0,97
0,30	3404 3405	94 87,5	104,1 108,2	115	0,96
0,27	3404 3405	86,5 81,3	109,6 112,7	127	0,95

Трансформаторды есептеу барысында магнит жүйесі стерженіндегі индукция мәнін қабылдаудың да мәні зор. Магнит жүйесіндегі болаттар санын, орауыш металл массасын, активті бөлік құнын азайту үшін индукция мәнін үлкендеу етіп алуға тырысу керек, бұл қысқа тұйықталу кезіндегі тоқтың аз мөлшерде көбеюіне де ықпалын тигізеді.

Майлы және құрғақ трансформаторларға ұсынылатын стерженьдердегі есептік индукция мәндері 4-кестеде көрсетілген.

4-кесте. Трансформатор стерженьдеріне ұсынылған индукция мәндері, Тл есебімен

Болат маркасы	Трансформатор қуаты, кВА
	16-ға дейін	25-100	160 және жоғары
	Майлы трансформаторлар
3411, 3412, 3413	1,45-1,50	1,50-1,55	1,55-1,60
3404, 3405, 3406, 3407, 3408	1,50-1,55	1,55-1,60	1,55-1,65
	Құрғақ трансформаторлар
3411, 3412, 3413	1,35-1,40	1,40-1,45	1,45-1,55
3404, 3405, 3406, 3407, 3408	1,40-1,45	1,50-1,55	1,50-1,60

IV. Қуаты 25-630 кВА күштік трансформатор магнит жүйесінің құрылымы

Күштік трансформатордың магнит жүйесін жобалау барысында оның құрылымыдық схемасын таңдау керек. Жазық магниттік жүйені кез-келген трансформатор зауытында қабылдауға болады. Кеңістіктік магниттік жүйелер электротехникалық болатты үнемдеп, бос жүріс шығынын азайтуға мүмкіндік береді, бірақ оларды дайындау үшін арнайы құрылымдар қажет етіледі. Ұсынылып отырған курстық жұмыста магниттік жүйені қабылдайық.

Салқын күйінде жазылған рулондық болатты магнит жүйесін есептемес бұрын магнит өткізгіштік пластинаның сызбасын таңдау керек. Ең қарапайым және жиі қолданылатын пластина сызбасы –сурете көрсетілген.

1-сурет. Екі бұрышы тік, төрт бұрышы қиғаш түйіскен магнит жүйесі пластинасының сызбасы.

Магниттік жүйе сонымен қатар трансформатордың механикалық негізі ретінде қызмет атқарады. Бірнеше магнит таспадан құрастырылған магниттік жүйе қысқа тұйықталу кезінде орамдар арасында пайда болатын механикалық күштерге төзе білу және актив бөлікті көрегенде шашылып қалмау үшін стерженьдер мен ярмолар өзара өте берік байланысуы керек. Бұл байланысты іске асыру үшін жоғарғы кернеулі орауыштан тыс орналастырылған вертикаль шпилькалар пайдаланылады. Майлы трансформаторларда мұндай шпилькалар жоғарғы кернеуі 10, 35 және 110 кВ болғанда, ал құрғақ трансформаторларда 10 кВ-қа дейін қолданылады.

Магниттік жүйедегі стерженьнің көлденең қимасы шеңбермен қоршалған сатылы пішінде болады. Осы шеңбердің диаметрі трансформатор стерженінің диаметрі d деп аталады, жіне ол негізгі өлшемдер қатарына жатқызылады. Стержень немесе ярмо сатылы қимасы пластина пакеттерінің қималары арқылы анықталады. Ал мұндағы пакет дегеніміз бір өлшем бірлік пластинаның табаны. Стержень немесе ярмоның көлденең қимасы болаттың таза қимасы немесе стержень немесе ярмоның активті қимасы деп аталады.

Жарты шеңбер ішіндегі пакеттер саны арқылы анықталатын сатылар саны әртүрлі болуы мүмкін. Сатылар санының көбеюі шеңберді сатылы пішінмен толтыру коэффициентін (К_кр) арттырады, бірақ ол өлшемдері әртүрлі пластиналар санын көбейтіп, пластиналардың дайындалуы мен магниттік жүйенің жиналуын қиындатады.

5-кестеде қуаттары әртүрлі үшфазалы трансформаторлар стерженьдеріндегі сатылар саны мен сатылы пішінмен толтыру коэффициенттері көрсетілген.

5-кесте.

Көрсеткіштер	Есептік мәндер
Трансформатор қуаты, кВА	25	40-100	160-630
Шамамен алынған стержень диаметрі, м	0,09	0,10-0,14	0,16-0,18	0,20	0,22
Сатылар саны	5	6	6	7	8
Коэффициент	0,890	0,91-0,92	0,913	0,918	0,928

Стержень қимасындағы пакеттердің ені мен қалыңдығын анықтайтын пластина ені стерженьнің максимал көлденең қимасын алуға және рулондық немесе жазықтық болаттың минимал шығыны болуына сәйкестендіріліп алынады. Пластиналар ені үшін 6-кестеде қалыпты өлшемдер шкаласы келтірілген.

Күштік трансформаторлардың стержень диаметрлері де стандарт қатардан алыну керек. Яғни алдын-ала есептелген стержень диаметрлері мәндерін төменде көрсетілген стандартты стержень диаметрлеріне ең жақын мәндерін қабылдаймыз d, м. 0,08; 0,085; 0,09; 0,092; 0,095; 0,10; 0,105; 0,11; 0,115; 0,124 0,125; 0,13; 0,14; 0,15; 0,16; 0,17; 0,18; 0,19; 0,20; 0,21; 0,22; 0,225; 0,23; 0,24; 0,245; 0,25; 0.26; 0,27; 0,28; 0,29; 0,30; 0,31; 0,32; 0,33; 0,34; 0,35; 0,36; 0,37; 0,38; 0,39; 0.40; 0,42; 0,45; 0,48; 0,50; 0,53; 0,56; 0,60; 0,63; 0,57; 0,71; 0,75:

К_кр=4П_ф._с/(d²); П_ф._с=К_крd²/4; К_з=4П_с/(К_крd²);

П_с=К_крК_зd²/4; П_с=К_сd²/4; К_с=К_крК_з

Стерженьнің диаметрі d бар шеңбер ауданында стерженьнің активті қимасын, яғни болаттың таза қимасын пластина пакеттерінің өлшемдері қабылданбай тұрып, алдын-ала есептеу кезінде әдетте болатпен толтыру коэффициентін К_с пайдаланылады, ол стерженьнің активті қимасының П_с диаметрі бар d шеңбер ауданына қатынасына тең. Бұл коэффициент екі коэффициенттің көбейтіндісінен тұрады – шеңбер ауданын сатылы пішінмен толтыру коэффициенті К_кр мен сатылы пішінді таза болатпен коэффициенті К_кз.

Алдын-ала есептеу кезінде К_кр коэффициентін 5-кестеден алу керек, ал қорытындылай есептеген кезде К_кр мәнін 6-кестеден алу керек. К_кз коэффициентін болаттың түріне және оқшаулауына байланысты 2 –кестеден аламыз.

Суытылған күйінде жазылған магниттік жүйеде ярмоның көлденең қимасының өлшемін және формасын дұрыс таңдау ерекше роль атқарады. Сатылар саны стерженьнің сатылар санына тең ярмо қимасының көпсатылы пішіні ең көп тараған нұсқа болып табылады. Ярмо бірқалыпты сығылу үшін әдетте соңғы екі немесе үш пакеттің ортақ қимасын үлкейту мақсатында оларды біріктіреді. Мұндай жағдайда магниттік ағын (индукция) стержень бойымен де, ярмо бойымен де бірқалыпты тарайды, ал ярмоның активті қимасы стерженьнің активті қимасынан үлкенірек болады, осы себептен де ярмоны күшейту коэффициентін ескеру керек.

Кя= Пя/Пс

6-кестедегі пластина пакеттері үшін К_я =1,02-1,03 деп қабылдауға болады.

6-кесте. Пакеттердің ені “а” мен қалыңдықтары “в”,мм, n_с және n_я стержень мен ярмо қимасындағы сатылар саны, a_я – ярмадағы ең шеткі пакеттің ені К_кр – шеңберді сатылы пішінмен толтыру коэффициенті

Стержень диам етрі	n с	Ккр	n я	а (я), мм	Стерженьдегі пакет өлшемдері axb мм,
0,080	4	0,863	3	55	75x14	65x9	55x6	40x5	-	-
0,085	5	0,895	4	50	80x14	70x10	60x6	50x4	40x4	-
0,090	5	0,891	4	55	85x15	75x10	65x6	55x4	40x5	-
0,095	5	0,887	4	50	90x15	80x10	65x9	50x5	40x4	-
0,100	6	0,917	5	55	95x16	85x10	75x7	65x5	55x4	40x4
0,105	6	0,912	5	50	100x16	90x11	80x7	65x7	50x4	40x4
0,110	6	0,905	5	65	105x16	95x11	85x7	75x6	65x4	40x7
0,115	6	0,903	4	65	105x25	95x9	85x6	65x9	40x3	-
0,120	6	0,928	5	60	115x18	105x11	90x10	75x8	60x6	40x4
0,125	6	0,915	5	65	120x18	105x16	95x6	85x6	65x7	40x6
0,130	6	0,918	5	65	125x18	110x16	100x8	80x9	65x5	40x6
0,140	6	0,919	5	65	135x19	120x17	105x10	85x9	65x7	40x5
0,150	6	0,915	5	85	145x19	135x13	120x13	105x9	85x8	55x7
0,160	6	0,913	5	85	155x20	135x23	120x10	105x7	85x7	55x7
0,170	6	0,927	5	85	160x28	145x17	130x10	110x10	85x8	50x8
0,180	6	0,915	5	95	175x21	155x25	135x13	120x8	95x9	65x8
0,190	7	0,927	5	100	180x30	165x17	145x14	130x8	115x7	100x5

Стерженьнің көлденең қимасындағы сатылы пішін ауданы:

П_ф._с.=а_п.с. в_{п.с.  10}

Стерженьнің активті қимасы

П_с=К_зП_ф.с..

Дәл осылай ярмо үшін:

П_ф._я.=а_п.я.в_п.я.10^-6,

П_я=К_зП_ф._с.