Расчет основных параметров трансформатора распределительных сетей (стр. 1 )

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ТРАНСФОРМАТОРА
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Методическое указание к выполнению курсового проекта

СОДЕРЖАНИЕ

1. Задание.................................................................................................……..	6
1.1. Выбор варианта…………………………………………………………..	6
2. Предварительный расчет основных размеров……………………………	7
2.1. Выбор марки стали, индукции в стержне и конструкции магнитной системы………………………………………………………………………..	7
2.2. Расчет основных электрических величин………………………………	10
2.3. Расчет основных размеров………………………………………………	11
3. Расчет обмоток трансформатора………………………………………….	14
3.1. Общие положения………………………………………………………	14
3.2. Расчет обмотки НН……………………………………………………….	17
3.3. Расчет обмотки ВН……………………………………………………….	18
3.4. Регулирование напряжения……………………………………………...	18
3.5. Расчет цилиндрических одно - и двухслойных обмоток из прямоугольного провода……………………………………………………...	20
3.6. Расчет винтовых обмоток………………………………………………..	24
3.7. Расчет катушечной обмотки……………………………………………..	26
3.8. Расчет многослойной цилиндрической обмотки из круглого провода…………………………………………………………………………	28
4. Расчет параметров короткого замыкания…………………………………	31
4.1. Определение массы обмоток…………………………………………….	31
4.2. Расчет потерь короткого замыкания…………………………………….	31
4.3. Расчет напряжения короткого замыкания………………………………	34
5. Расчет потерь и тока холостого хода……………………………………...	36
5.1. Расчет массы стали……………………………………………………….	36
5.2. Расчет потерь холостого хода……………………………………………	37
5.3. Расчет намагничивающей мощности……………………………………	38
5.4. Расчет тока холостого хода………………………………………………	40
6. Тепловой расчет трансформатора…………………………………………	41
6.1. Расчет размеров бака……………………………………………………..	41
6.2. Расчет плотности теплового потока……………………………………..	43
6.3. Тепловой расчет обмоток………………………………………………...	44
6.4. Расчет необходимой и реальной поверхности охлаждения……………	46
6.5. Расчет превышения температуры обмоток……………………………..	51
7. Расчет весовых данных трансформатора………………………………….	5
7.1. Полная рабочая масса трансформатора…………………………………
Библиографический список…………………………………………………..

ЗАДАНИЕ

Произвести ориентировочный расчет основных параметров трехфазного двухобмоточного силового трансформатора, отвечающего указанным

в табл. 1.1 и 1.2 техническим условиям.

1.1. Выбор варианта

Выбор варианта задания производится по двум последним цифрам шифра, присвоенного студенту. В табл. 1.1 приведены основ­ные технические условия, которым должен соответствовать спроектирован­ный трансформатор, в табл. 1.2 – дополнительные требования по материалу и группе соединения обмоток трансформатора.

Общим для всех вариантов является высшее напряжение (ВН) обмотки U2 = 35 кВ. Для четной последней цифры шифра (варианта) низкое напряжение (НН) обмотки U1 = 6,0 кВ, для нечетной цифры – U1 = 10 кВ.

Магнитная система трансформатора плоская. При наличии учебного пособия [1] студенты могут изменить конструкцию магнитной системы.

Т а б л и ц а 1.1

Технические условия

Заданная величина	Обозна-чение величины	Последняя цифра шифра
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Мощность, кВ×А		1000	1600	2500	4000	6300
Напряжение к. з., %		6,5	6,5	6,5	7,5	7,5
Потери к. з., Вт		11600	16500	23500	33500	46500
Потери х. х., Вт		2000	2750	3900	5300	7600
Ток х. х., %		1,4	1,3	1,0	0,9	0,8

П р и м е ч а н и я.

1. Напряжение в задании указано линейне.

2. Потери и ток холостого хода (х. х.) приведены для ориентировочной оценки полученных в ходе расчета величин.

Т а б л и ц а 1.2

Дополнительные требования

Условие	Предпоследняя цифра шифpa
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Материал обмоток	Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al
Группы соединения	Y/Д-11	Д/Y-11	Y/Y-0	Y/Д-5	Д/Y-5

П р и м е ч а н и я.

1. В обозначениях группы соединения на первом месте всегда указыва-ется схема соединения обмоток высшего напряжения (ВН), а на втором – низкого напряжения (НН), независимо от нумерации обмоток в ходе расчета.

2. Приняты следующие условные обозначения схем соединения обмоток: Y – звезда, Д – треугольник.

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ

Выбор марки стали, индукции в стержне и

конструкции магнитной системы

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. Ориентировочные диаметры стерж­ня, число ступеней и коэффициенты круга приведены в табл. 2.1.

Сечение ярма за счет увеличения его высоты обычно больше сечения стержня. Для заданного ряда мощностей коэффициент усиления ярма = 1,02 – 1,03.

Т а б л и ц а 2.1

Ориентировочные сведения о конструкции сердечника

Мощность , кВ×А	1000	1600	2500	4000	6300
Диаметр стержня , мм	240 – 260	280 – 300	320 – 330	340 – 350	360 – 380
Число ступеней	8	8	8	9	9
Коэффициент круга,	0,925	0,928	0,929	0,913	0,913