1. Исходные данные

При курсовом проектировании преобразовательного трансформатора используются следующие данные:

• Номинальное выпрямленное напряжение ………………U_d = 3400 В

• Номинальный выпрямленный ток ……………………….I_d = 2500 А

• Номинальное первичное напряжение (линейное)………U₁ = 35 кВ

• Схема соединения обмоток трансформатора:

первичной……………………………………………треугольник

вторичной……………………………………………треугольник

• Напряжение короткого замыкания……………………….U_к = 8,3 %

• Частота питающей сети……………………………………f₁ = 50 Гц

• Охлаждение трансформатора……………………………..масляное

• Режим работы……………………………………...продолжительный

2. Введение

Преобразовательные трансформаторы служат для согласования напряжения питающей сети и напряжения контактной сети, а так же для разделения цепи нагрузки от питающей сети.

Преобразовательные трансформаторы по сравнению с силовыми трансформаторами общего назначения обладают рядом отличительных особенностей.

Одной из важных особенностей является то, что вследствие вентильного действия выпрямителя, каждый анод его работает только в течении части периода переменного тока, поэтому условия работы первичной и вторичной обмоток преобразовательного трансформатора неодинаковы. Преобразовательный трансформатор питается с первичной стороны синусоидальным напряжением, а каждая фаза вторичной обмотки находится под током только часть периода, поэтому токи в первичной обмотке будут несинусоидальными.

Другой особенностью является то, что короткие замыкания в ТС и нагрузке у преобразовательных трансформаторов происходят значительно чаще, чем у обычных трансформаторов. Поэтому преобразовательный трансформаторы должны рассчитываться на повышенную механическую прочность обмоток и отводов, которые могли бы неоднократно выдерживать без остаточных деформаций большие механические усилия, вызванные токами аварийного короткого замыкания.

Эти особенности должны учитываться в ходе проектирования трансформатора. Проектирование включает в себя широкий круг технических вопросов. Разработка производится на основе выполнения электромагнитного, теплового и механического расчетов, обеспечивающих заданные основные электрические и эксплуатационные параметры.

3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ МАГНИТОПРОВОДА

   1. Выпрямленное напряжение холостого хода

Расчет выпрямленного напряжения холостого хода производится по формуле:

(3.1)

где U_d – номинальное выпрямленное напряжение, В;

U_к – напряжение короткого замыкания, В.

При вычислении получены след. данные выпрямленного напряжения холостого хода:

2. Средняя мощность выпрямленного тока

Средняя мощность выпрямленного тока вычисляется по след. формуле:

(3.2)

При вычислении получены след. значение мощности выпрямленного тока:

3. Номинальная мощность первичной обмотки

Расчет номинальной мощности первичной обмотки производится по след. формуле:

(3.3)

где K_P1 – коэффициент, зависящий от схемы выпрямительного агрегата;

при трехфазной мостовой схеме выпрямителя К_Р1 = 1,05.

При вычислении номинальной мощности первичной обмотки получено след. значение:

4. Номинальное фазное напряжение обмотки ВН

Вычисление номинального фазного напряжения обмотки ВН, в зависимости от схемы соединения фаз обмоток, производится по формулам:

при соединении фаз звездой: (3.4)

при соединении фаз треугольником: (3.5)

Так как фазы первичной обмотки соединены звездой, то расчет производится по формуле (3.4):

5. Номинальное фазное напряжение обмотки НН

Расчет номинального фазного напряжения обмотки НН производится по формуле:

(3.6)

где K_U – коэффициент, зависящий от схемы выпрямительного агрегата и схемы соединения обмотки НН трансформатора; при мостовой схеме выпрямителя и соединении фаз обмотки НН

звездой K_U = 2,34;

треугольником K_U = 1,35.

Так как фазы обмотки НН соединены треугольником, вычисление производиться по формуле (3.6) с учетом коэффициента K_U = 1,35: