2.1 Расчет трехфазного двухобмоточного силового трансформатора

2 Указания по выполнению отдельных разделов проекта по расчету трехфазного двухобмоточного силового трансформатора

Таблица - График выполнения курсового проекта

№ пп	Разделы работы	Сроки выполнения	% выполнения
1.	Определение основных электрических величин:	1-2-я неделя	5%
	-линейных и фазных токов и напряжений В.Н. и Н.Н.;
	-испытательных напряжений обмоток;
	-активной и реактивной составляющей напряжений короткого замыкания;
2	Расчет основных размеров трансформатора:	3-я неделя	10%
	-выбор конструкции сердечника, материала сердечника, типа междулистовой изоляции, магнитной индукции;
	-определение диаметра стержня и высоты обмотки.
3.	Выбор и расчет параметров обмоток В.Н. и Н.Н.:	4-я, 5-я неделя	5%
4.	Определение характеристик короткого замыкания:	6-7-я неделя	10%
	-потерь короткого замыкания;
	-напряжения короткого замыкания;
	-сопротивления обмоток В.Н. и Н.Н.;
	-механических сил в обмотках.
5.	Расчет магнитной системы трансформатора:	8-я неделя	10%
	-характеристик холостого хода.
	-размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма
	-сопротивления контура намагничивания
	-потерь холостого хода
	-тока холостого хода
	-вес стержней, ярма и стали
6.	Т-образная схема замещения трансформатора. Расчет рабочих характеристик:	9-я неделя	10%
	-зависимость напряжения вторичной обмотки от коэффициента загрузки трансформатора β U2 = f(β)
	-зависимость КПД от тока вторичной обмотки η = f(β)
7.	Тепловой расчет трансформатора и охладительной системы.	9-я неделя	5%
	-определение превышения температуры обмоток и масла над температурой воздуха, веса масла и основных размеров расширителя
8.	Конструирование и чертежи	10-я,11-я неделя	30%
9.	Оформление пояснительной записки	12-я неделя	10%
	Защита курсового проекта	13-я неделя	100%

2.1.1 Расчет трансформатора начинается с определения основных электрических величин-мощности на одну фазу и стержень: номинальных токов на стороне В.Н. и H.H., фазных токов и напряжений.

2.2.1 Сердечник трансформатора является основой его конструкции.

Материалом для сердечника трансформатора служит холоднокатаная тонколистовая кремнистая электротехническая сталь марок Э330 и Э330А с толщиной листов 0,35 мм, основные данные которой приведены в табл. 2-5 [1].

В конструкции главной изоляции обмоток следует выдерживать изоляционные расстояния, которые указаны в табл. 4-4 [1].

Предварительный расчет трансформатора начинается с определения диаметра стержня по формуле (3-17) [1] Значение отношения, средней длины витка двух обмоток трансформатора к их высоте выбирают по таблице (3-11) [1].

После расчета основных размеров трансформатора подсчитывается активное сечение стержня, т.е. чистое сечение стали и Э.Д.С. одного витка.

2.1.3 Выбор типа обмотки производится по табл. 5-8 [1]. При расчете потери короткого замыкания заданы и выбор средней плотности тока должен быть связан с заданной величиной.

Расчет обмоток трансформатора начинают с обмотки низшего напряжения, располагаемой между стержнем и обмоткой В.Н.

При расчете обмотки В.Н. следует учитывать необходимость выполнения в обмотке ответвлений для регулирования напряжения без возбуждения (ПБВ), т.е., после отключения всех обмоток трансформатора от сети. Для этого необходимо выбрать соответствующий переключатель (глава пятая [1] и, зная схему контактной системы, выбрать соответствующую схему выполнения ответвлений в обмотках.

После того, как обмотка В.Н. рассчитана и размещена на стержне, для предварительной оценки её нагрева определяется плотность теплового потока на её охлаждаемой поверхности, который должен быть на более допустимого.

2.1.4 Полные потери короткого замыкания проектируемого трансформатора не должны отклоняться от величины, заданной ГОСТ, более чем на +5%. Это обстоятельство налагает ограничения на выбор плотности тока в обмотках трансформатора.

Напряжением короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называется напряжение, которое следует подвести при номинальной частоте к зажимам одной из обмоток при замкнутой накоротко другой обмотке, чтобы в обоих обмотках установились номинальные токи. При этом переключатель должен находиться в положении, соответствующем номинальному напряжению.

Напряжение короткого замыкания определяет падение напряжения в трансформаторе, его внешнюю характеристику и ток короткого замыкания, Оно учитывается также при подборе трансформатора для параллельной работы. Поэтому рекомендуется при расчете трансформатора не допускать отклонений в расчетной величине напряжения короткого замыкания более чем ± 5% от заданного значения.

Зная потери короткого замыкания Р_к, напряжение короткого замыкания U_к и коэффициент трансформации К определяют значения сопротивлений обмоток. Вычисляют ; х₁; ; для Т-образной схемы замещения трансформатора.

Проверка обмоток на механическую прочность при коротком замыкании включает:

1. Определение максимального тока короткого замыкания трансформатора;

2. Определение механических сил между обмотками и их частями;

3. Определение механических напряжений в изоляционных опорных и межкатушечных конструкциях и в проводах обмоток;

4. Определение температуры обмоток при коротком замыкании.

2.1.5 Определение характеристик холостого хода.

При окончательном расчете магнитной системы определяются размеры пакетов стержня и ярма, расположения охлаждающих каналов, активные сечения стержня и ярма, число листов стали в пакетах, высота стержня, расстояния между осями стержней, вес стержней, ярм и полный вес стали в трансформаторе после этого определяются потери холостого хода, ток холостого хода.

При расчете тока холостого хода трансформатора отдельно определяют его активную и реактивную составляющие I_0а­ и I_0р­.

Зная потери х.х. Р₀; ток х.х. I₀ определяют значения сопротивления контура намагничивания R₀ и x₀ для Т-образной схемы замещения трансформатора.

Отклонение расчетной величины тока холостого хода от заданной следует допускать не более чем на +15%.