Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Исходные данные для Расчета

Стр 1 из 4Следующая ⇒

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 2

1. Исходные данные 4

2. Расчет основных электрических величин и определение конструкции

обмоток 4

3. Определение изоляционных расстояний 5

4. Расчет основных коэффициентов 7

5. Определение основных размеров 11

6. Расчет обмоток трансформатора. 11

6.1. Расчет обмоток НН 11

6.1.1. Расчет двухслойных и однослойных цилиндрических обмоток из

прямоугольного провода 12

6.2. Расчет обмоток ВН 14

6.2.1. Расчет непрерывной катушечной обмотки 15

7. Расчет тока холостого хода 18

ВВЕДЕНИЕ

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмотки и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

Силовые трансформаторы подразделяются на два типа - общего и специального назначения. Силовые трансформаторы общего назначения предназначены для преобразования электрической энергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии.

Передача электрической энергии на большие расстояния от места ее производства до места потребления требует не менее чем пяти-шестикратной трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах.

По мере удаления от электростанций единичные мощности трансформаторов уменьшаются, а удельный расход материалов на изготовление трансформатора и потери, отнесенные к единице мощности, возрастают. Поэтому значительная часть материалов, расходуемых на все силовые трансформаторы, вкладывается в наиболее отдаленные части сети.

Потери холостого хода трансформатора являются постоянными, не зависят от тока нагрузки и возникают в его магнитной системе в течение всего времени, когда он включен в сеть.

Потери короткого замыкания (нагрузочные) изменяются с изменением тока нагрузки и зависят от места трансформатора в сети и характера нагрузки.

Коэффициент полезного действия трансформаторов очень велик и для большинства их составляет 98-99% и более. Однако необходимость многократной трансформации энергии увеличивает суммарную мощность потерь во всем парке трансформаторов сети. Поэтому одной из важнейших задач является снижение потерь в трансформаторах. Уменьшение потерь холостого хода достигается, главным образом, путем все более широкого применения холоднокатаной рулонной электротехнической стали с улучшенными магнитными свойствами - низкими и особо низкими удельными потерями и низкой удельной намагничиваемой мощностью.

Эта сталь обладает анизотропией магнитных свойств и очень чувствительна к механическим воздействиям при обработке, к толчкам и ударам при транспортировке пластин, к ударам, изгибам и сжатию пластин при сборке магнитной системы и остова. Поэтому применение этой стали сочетается с существенным изменением конструкций магнитных систем, а также с новой прогрессивной технологией заготовки и обработки пластин и сборки магнитной системы и остова. Большой эффект в экономию конструктивных материалов вносит также применение систем форсированного охлаждения трансформаторов с направленной циркуляцией масла в каналах обмоток и эффективных охладителях.

В новых конструкциях применяются косые стыки пластин в углах магнитной системы, стяжка стержней и ярм кольцевыми бандажами вместо сквозных шпилек в старых конструкциях и многоступенчатая форма сечения ярма в плоских магнитных системах. Все более широкое применение находят пространственные магнитные системы, навитые из ленты холоднокатаной стали. Это позволяет уменьшить расход активной стали, потери и ток холостого хода. Уменьшение расхода электротехнической стали при стабильности допустимой индукции достигается в настоящее время за счет изменения конструкций магнитной системы, например, путем перехода от плоских к пространственным магнитным системам.

Уменьшение потерь короткого замыкания достигается главным образом понижением плотности тока за счет увеличения массы металла в обмотках.

Наряду с масляными используются также и сухие трансформаторы с естественным воздушным охлаждением. Они находят применение в установках внутри производственных помещений, жилых и служебных зданий.

В качестве материала обмоток в значительной части силовых трансформаторов общего назначения для мощностей до 16000-25000 кВ×А применяется алюминиевый обмоточный провод. В трансформаторах больших мощностей и трансформаторах специального назначения обмотки выполняются из медного обмоточного провода.

Практика расчета серий трансформаторов показывает, что исходные данные для расчета как с алюминиевыми, так и с медными обмотками должны быть одинаковыми (марка стали, магнитная индукция в стержне, коэффициент заполнения сталью сечения стержня).

Для обеспечения экономичности работы электрических сетей и надлежащего качества энергии, отпускаемой потребителям, т.е. для поддержания постоянства напряжения возникает необходимость в расширении выпуска трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). Современными стандартами предусмотрен выпуск с РПН всех понижающих трансформаторов и автотрансформаторов классов напряжения 110, 150, 220, 330, 500 кВ. При этом у двух- и трехобмоточных трансформаторов, как правило, напряжение регулируется при помощи устройства для переключения ответвлений в нейтрали обмотки высшего напряжения.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

В учебных целях необходимо рассчитать трансформатор применительно к требованиям стандарта или трансформатор, являющийся промежуточным типом в уже известной серии, и поэтому для его расчета исходными данными являются:

- тип трансформатора ТМ 1000/10;

- номинальная мощность S =1000 кВ×А;

- число фаз m = 3;

- частота f = 50 Гц;

- линейное напряжение U = 6 обмотки ВН, В;

- линейное напряжение U = 0,4 обмотки НН, В;

- схема соединений Y/D-11.

- способ охлаждения масляный;

- характер нагрузки длительный;

- установка в помещении;

- регулировка напряжения ПБВ ±2´2,5%;

- напряжение короткого замыкания u = 5,5%;

- ток холостого хода i = 1,4%;

- потери короткого замыкания P = 12200, Вт;

- потери холостого хода P = 2100, Вт.

2. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОБМОТОК

Расчет проводится для трехфазных трансформаторов. Прежде чем приступить к расчету, необходимо выбрать магнитную систему и обмотки, руководствуясь [1]. Проектирование производим по общему методу, поэтому принимаем плоскую шихтованную магнитную систему стержневого типа со ступенчатой формой поперечного сечения стержня вписанной в окружность и концентрические обмотки из медного провода в виде круговых цилиндров. Магнитная система собирается из плоских пластин холоднокатаной электрической стали.

Расчет электрических величин производим в следующем порядке.

2.1 Мощность одной фазы трансформатора

S_ф= S/m = 1000/3 = 333,3 (кВ*А),

Где m – число фаз трансформатора.

2.2 Мощность одного стержня трансформатора

S’ = S/c = 1000/3 = 333,3 (кВ*А),

Где c – число активных стержней трансформатора.

2.3 Номинальные линейные токи трансформатора

I₁ = = = 1445,09 А; I₂ = = = 96,34 А.