Автор: Пользователь скрыл имя, 01 Апреля 2011 в 21:52, курсовая работа
конструктивной основой трансформатора является его магнитная система (магнитопровод, сердечник). Стержни и ярмо с целью снижения потерь на вихревые токи набираются (шихтуются) из листов электротехнической стали толщиной 0,35; 0,3 или 0,27 мм и выполняются ступенчатыми для наибольшего заполнения площади круга сталью (рис. 2.1). Отношение сечения стали к общей площади круга учитывается в расчете коэффициентом круга Число ступеней ярма для заданного ряда мощностей можно принять равным числу ступеней стержня.
Введение........................................…………………………………………….
1. Задание.................................................................................................……..
1.1. Выбор варианта…………………………………………………………..
2. Предварительный расчет основных размеров……………………………
2.1. Выбор марки стали, индукции в стержне и конструкции магнитной системы………………………………………………………………………..
2.2. Расчет основных электрических величин………………………………
2.3. Расчет основных размеров………………………………………………
3. Расчет обмоток трансформатора………………………………………….
3.1. Общие положения………………………………………………………
3.2. Расчет обмотки НН……………………………………………………….
3.3. Расчет обмотки ВН……………………………………………………….
3.4. Регулирование напряжения……………………………………………...
3.5. Расчет цилиндрических одно- и двухслойных обмоток из прямоугольного провода……………………………………………………...
3.6. Расчет винтовых обмоток………………………………………………..
3.7. Расчет катушечной обмотки……………………………………………..
3.8. Расчет многослойной цилиндрической обмотки из круглого провода…………………………………………………………………………
4. Расчет параметров короткого замыкания…………………………………
4.1. Определение массы обмоток…………………………………………….
4.2. Расчет потерь короткого замыкания…………………………………….
4.3. Расчет напряжения короткого замыкания………………………………
5. Расчет потерь и тока холостого хода……………………………………...
5.1. Расчет массы стали……………………………………………………….
5.2. Расчет потерь холостого хода……………………………………………
5.3. Расчет намагничивающей мощности……………………………………
5.4. Расчет тока холостого хода………………………………………………
Осевой размер (высота) обмотки, мм:
одноходовая обмотка (рис. 3.4, а) –
;
(3.26)
двухходовая с каналами между ходами (рис. 3.4, б) –
;
(3.27)
двухходовая с плотным прилеганием ходов (рис. 3.4, в) –
. (3.28)
Коэффициент учитывает усадку обмотки после опрессовки и сушки, принимаем = 0,94 – 0,96 .
Катушечная обмотка является наиболее универсальной, она с успехом может быть применена как на стороне ВН, так и на стороне НН трансформатора. Обмотка обладает достаточной механической прочностью и имеет хорошие условия охлаждения. Обмотка состоит из ряда последовательно соединенных катушек, намотанных в виде плоских спиралей и разделенных осевыми охлаждающими каналами (рис. 3.5).
Виток
катушечной обмотки может включать
в себя от одного до четырех проводников
прямо-угольного сечения с
Провод может быть взят с любым осевым размером при соблюдении условия по формуле (3.1) .
Ориентировочное число катушек на одном стержне
где – высота обмотки НН, мм, при использовании данной обмотки на стороне НН подставляется ориентировочная высота обмотки, найденная по формуле (2.12);
– высота осевого охлаждающего канала, не менее 4 мм;
– размер провода в осевом направлении с учетом изоляции, мм.
Число витков в катушке (ориентировочно)
где
– число витков обмотки фазы; при использовании
данного типа обмотки на стороне
ВН
.
Распределение числа витков
|
Осевой размер (высота) обмотки:
, (3.31)
где – коэффициент усадки обмотки после сушки и опрессовки, = 0,94 – 0,96;
– канал регулирования, при использовании обмотки на стороне низкого напряжения = 0.
Высота
обмотки ВН ни в коем случае не должна
быть больше
.
Радиальный размер (толщина) обмотки, мм:
Для обмотки на стороне ВН внутренний диаметр, мм,
Наружный диаметр, мм,
3.8. Расчет многослойной цилиндрической обмотки
из круглого провода
По найденному ранее ориентировочному сечению витка подбираем необходимый провод по таблице сортамента круглых проводов (табл. 3.4).
| Диаметр, мм | Сечение, мм2 | Диаметр, мм | Сечение, мм2 | Диаметр, мм | Сечение, мм2 |
| 2,00
2,12 2,24 2,36 2,50 2,65 |
3,14
3,53 3,94 4,38 4,91 5,52 |
2,80
3,00 3,15 3,35 3,55 3,75 |
6,16
7,07 7,80 8,81 9,90 11,05 |
4,00
4,10 4,25 4,50 4,75 5,00 |
12,55
13,20 14,20 15,90 17,70 19,63 |
Число витков в слое
,
где – уточненная высота обмотки НН, мм;
– диаметр изолированного проводника, мм;
– число параллельных проводников
в витке.
Число слоев обмотки
Рабочее напряжение между двумя соседними слоями
где
– уточненное значение напряжения
на один виток (после расчета обмотки
НН).
По найденному напряжению выбираем толщину междуслойной изоляции (табл. 3.5). При мощности трансформатора 1000 кВ×А и более толщина междуслойной изоляции должна быть не менее шести слоев (0,72 мм)
Т а б л и ц а 3.5
Толщина междуслойной изоляции
(кабельная бумага К-120 толщиной 0,12 мм)
| Напряжение
между соседними слоями
Uм.сл , В |
Число слоев бумаги | Суммарная толщина
изоляции dм.сл, мм |
| 4001
– 4500
4501 – 5000 5000 – 5500 5501 – 6000 |
7 ´ 0,12
8 ´ 0,12 9 ´ 0,12 10 ´ 0,12 |
0,72
0,96 1,08 1,20 |
Ширина
канала между катушками а'22 при
высоте обмотки до 500 мм составляет 4 –
6 мм, при высоте обмотки от 500 до 1000 мм
– 6 – 8 мм, свыше 1000 мм – 8 –10 мм.
Радиальный размер (толщина) обмотки, мм,
.
(3.38)
Поверхность охлаждения может быть найдена по формуле, м2:
. (3.39)
Коэффициенты и в формуле (3.39) определяются конструкцией обмотки: для одной катушки, намотанной на рейках, можно принять = 1,
= 0,88; для двух катушек с осевым охлаждающим каналом – = 2, = 0,8.
, (4.1)
где – средний диаметр витка, равный полусумме внутреннего и наруж-ного диаметров обмотки, мм;
– полное число витков обмотки (в том числе регулировочные витки на стороне ВН);
– уточненное сечение витка соответствующей обмотки, мм2;
– плотность металла обмотки (у меди = 8900 кг/м3; у алюминия = 2700 кг/м3);
– номер обмотки (1 – НН, 2 –
ВН).