МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.С.СЕЙФУЛЛИНА

Герасименко Т.С.

Методическое пособие к расчету курсовой работы по электрическим машинам:

«Расчет трансформатора»

(Для студентов энергетического факультета специальностей 5В071800 и 5В071200)

Астана, 2016 г.

Расмотрено и одобрено

Содержание	стр
1 Задание на курсовую работу и схема расчета трансформатора	4
1.1 Исходные данные для расчета	4
1.2 Схема расчета трансформатора	4
2 Введение	9
2.1 Основные материалы, применяемые в трансформаторостроении.	10
3 Расчет основных электрических величин трансформаторов	13
4 Определение основных размеров трансформатора	16
5 Расчет обмоток	28
5.1 Расчет обмотки низкого напряжения (НН)	29
5.2 Расчет обмотки высокого напряжения	34
6 Расчет параметров короткого замыкания	37
6.1 Определение потерь короткого замыкания	37
6.2 Определение напряжения короткого замыкания	38
6.3 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток при коротком замыкании.	40
7 Расчет магнитной системы трансформатора	45
7.1 Определение размеров магнитной системы	45
7.2 Определение потерь холостого хода трансформатора	48
7.3 Определение тока холостого хода трансформатора	53
7.4 Определение удельной тепловой нагрузки	58
Расчет эксплуатационных характеристик трансформатора.	59
8.1 Определение параметров схемы замещения трансформатора	59
8.2 Построение векторной диаграммы трансформатора	60
8.3 Зависимость изменения вторичного напряжения трансформатора от угла сдвига фаз между напряжением и током.	61
8.4 Внешняя характеристика трансформатора	62
8.5 Зависимость КПД трансформатора от степени нагрузки	62
Список литературы	64
Сводная таблица расчета трансформатора	65
Приложение А Таблицы для расчета обмоток трансформатора	66

1 Задание на курсовую работу и схема расчета трансформатора

0. 1.1 Исходные данные для расчета

Задание на курсовую работу по расчету двухобмоточного трехфазного трансформатора включает в себя следующие данные:

1. полная мощность трансформатора S, кВ·А;

2. число фаз, m;

3. частота ƒ, Гц;

4. номинальные линейные напряжения обмоток высшего (ВН) и низшего (НН) напряжений U₁ и U₂

5. способ регулирования напряжения – переключение без возбуждения (ПБВ), число ступеней с указанием процента регулирования напряжения:

а) в масляных трансформаторах мощностью от 25 до 200000 кВ·А с ПБВ предусмотрено выполнение в обмотках ВН четыре ступени регулирования то есть на обмотке находятся четыре ответвлений на +5%; +2,5%; - 2,5% и –5% номинального напряжения помимо основного зажима с номинальным напряжением. Переключение ответвлений обмоток должно производится специальными переключателями, встроенными в трансформатор, с выведенными из бока рукоятками управления.

б) в сухих трансформаторах применяется регулирование напряжения обмотки ВН с двумя ступенями на +5% и -5%. Регулировочные ответвления выводятся на доску зажимов, и пересоединение с одной ступени на другую осуществляется при отключении всех обмоток трансформатора от сети перестановкой контактной пластины, зажимаемой под гайки контактных шпилек;

6. схема и группа соединения обмоток – Схема;

7. способ охлаждения трансформатора – О;

8. режим нагрузки – продолжительный;

9. материал провода обмоток – П;

10. напряжение короткого замыкания U_к %;

11. потери короткого замыкания Р_к, Вт;

12. потери холостого хода Р_х, Вт;

13. ток холостого хода I_о %.

0. 1.2 Схема расчета трансформатора

1.2.1 Расчетная часть

Расчетная часть курсовой работы оформляется в виде пояснительной записки на 20 – 25 страницах бумаги формата А4 рукописного или печатного текста и состоит из следующих разделов.

1. Определение основных электрических величин трансформатора

а) линейных и фазных токов и напряжений обмоток ВН и НН;

б) испытательных напряжений обмоток;

в) активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания;

2. Определение основных размеров трансформатора

а) выбор схемы, конструкции и технологии изготовления магнитной системы;

б) выбор марки и толщины листов и типа изоляции пластин, индукции в магнитной системе;

в) выбор материала обмоток;

г) предварительный выбор конструкции обмоток;

д) выбор конструкции и определения размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток;

е) предварительный расчет трансформатора и выбор соотношения основных размеров β с учетом заданных значений

ж) определение диаметра стержня и высоты обмотки, предварительный расчет магнитной системы;

3. Расчет обмоток низкого и высокого напряжения

а) выбор типа обмоток ВН и НН;

б) расчет обмотки НН;

в) расчет обмотки ВН;

4. Определение параметров короткого замыкания

а) потерь короткого замыкания – основных и добавочных в обмотках, добавочных в элементах конструкции;

б) напряжения короткого замыкания;

в) механических сил в обмотках.

5. Окончательный расчет магнитной системы. Определение параметров холостого хода

а) размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма;

б) массы стержней и ярм и массы стали;

в) потерь холостого хода;

д) тока холостого хода.

6. Расчет эксплуатационных характеристик трансформатора

а) параметров схемы замещения трансформатора, с построением векторной диаграммы;

в) зависимости изменения вторичного напряжения трансформатора от угла сдвига фаз между напряжением и током;

г) внешней характеристики трансформатора;

д) зависимости КПД от степени загрузки.