Параметры и относительное изменение напряжения трансформатора

6. Параметры и относительное изменение напряжения трансформатора

Потери короткого замыкания

 Вт,

т.е. на 0,3% больше заданного, что допустимо [4].

Активная составляющая напряжения короткого замыкания

%;

Приведенное расстояние между обмотками

 см;

Коэффициент, учитывающий переход от средней линии магнитных силовых линий потоков рассеяния к высоте обмоток

;

Средняя длина витка обмоток 1 и 2

 см;

Индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания

%;

Напряжение короткого замыкания

%,

т.е. на 3,5% больше задания, что допустимо.

Активное сопротивление обмотки 1

Ом;

Активное сопротивление обмотки 2

 Ом;

Активная составляющая сопротивления короткого замыкания, приведенная к числу витков обмотки 1

 Ом;

Индуктивная составляющая сопротивления короткого замыкания, приведенная к числу витков обмотки 1

 Ом;

Процентное изменение напряжения при номинальной нагрузке (β= 1) и

cos φ = 0,8

%.

 

7. Механические силы в обмотках при коротком замыкании

Установившийся ток к. з. в обмотках

 А;

 А;

Максимальное значение тока к. з. в обмотке 2

 А;

Суммарная радиальная сила при к.з.

 кг;

Разрывающее напряжение в проводе обмотки 2

 кг/см²,

что допустимо. Допустимое напряжение для алюминия σ ≤600…700 кг/см²

 

8. Расчет магнитной системы трансформатора

Принимаем: запрессовка стержней сердечника выполнена клиньями между сердечником и обмоткой 1, сердечник без каналов [4];

Ширина пакетов стержней сердечника:

 см;

 см;

 см;

 см;

 см;

 см;

Толщина пакетов стержня сердечника (в сердечнике нет каналов):

 см;

 см;

 см;

 см;

 см;

 см;

Площадь поперечного сечения ступенчатой фигуры стержня сердечника

см²;

Площадь поперечного сечения стали стержня сердечника

 см²;

Магнитная индукция в стали стержня сердечника

 Тл.

Коэффициент увеличения площади поперечного сечения стали ярма

k_я=1,05; [4]

Поперечное сечение стали ярма

см²;

Магнитная индукция в стали ярма

 Тл;

Высота ярма сердечника

;

см;

Толщина ярма перпендикулярно листам стали

см.

Наружный диаметр обмотки 2

см;

Расстояние между осями стержней сердечника

см;

Длина ярма сердечника

см;

Длина стержней сердечника

см;

Вес стали стержней сердечника

кг;

Вес стали ярем сердечника

кг;

Полный вес стали сердечника

кг.

Вес металла обмоток

кг;

Отношение веса стали к весу металла обмоток

.

Потери в стали сердечника (потери холостого хода) [5]

где

G_у= G_с.у.+ G_я.у.= γS_с•2b₁+ γS_я•2b₁

G_у =7,6•216•2•17,19•10^-3+7,6•226•2•17,19•10^-3=56,4+59,1=115,5 кг;

Ку=1,5, [5]

P₁₀=1,75 Вт/кг; P_10я=1,57 Вт/кг; [4]

т.о.

Вт;

т.е. на 4% больше заданного, что допустимо.

Сборка сердечника – впереплет.

Число эквивалентных магнитных зазоров в сердечнике крайней фазы с магнитной индукцией В_с

;

Число эквивалентных магнитных зазоров в сердечнике крайней фазы с магнитной индукцией В_я

;

Амплитуда намагничивающего тока крайней фазы обмотки 1

где aw_c – удельные магнитодвижущие силы (МДС) в стержне; [4]

aw_я – удельные МДС в ярме; [4]

δ_э – длина эквивалентного воздушного зазора в стержне и ярме при сборке сердечника в переплет, δ_э = 0,005 см [4].

А;

Число зазоров в сердечнике средней фазы с магнитной индукцией В_с

;

Число зазоров в сердечнике средней фазы с магнитной индукцией В_я

;

Амплитуда намагничивающего тока средней фазы обмотки 1

А;

Среднее значение амплитуды намагничивающего тока для трех фаз

 А.

Реактивная составляющая фазного тока холостого хода обмотки 1

 А.

где k_A1 – коэффициент амплитуды, зависящий от магнитной индукции и вида стали.

Реактивная составляющая фазного тока холостого хода по упрощенному методу расчета

где σ_с – коэффициент учитывающий соединение обмоток на стороне питания, σ_с=1 если обмотки соединены в треугольник или звезду с нулевым проводом, σ_с=1…0,92 если на стороне питания обмотки соединены в звезду без нулевого провода;

р_рс – удельная реактивная мощность намагничивания листовой электротехнической стали, р_рс = 22…44;

р_δс – удельная реактивная мощность намагничивания мест сопряжения стальных листов р_δс = 1,8…2,7 при В=В_с;

р_δя – удельная реактивная мощность намагничивания мест сопряжения ярма

р_δя = 1,7…2,2 при В=В_я.

А;

Реактивная составляющая линейного тока холостого хода по упрощенному методу расчета

 А.

Активная составляющая фазного тока холостого кода обмотки 1

 А;

Фазный ток холостого хода

 А;

Линейный ток холостого хода обмотки 1 , т. к. соединение «звезда».

Линейный ток холостого хода в процентах от номинального тока

%,

т.е. на 2% больше заданной величины, что допустимо.

9. Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке и cos φ = 0,8

%;

Кратность тока нагрузки, при которой коэффициент полезного действия максимальный

;

Максимальное значение КПД при cos φ₂ = 0,8

%.

 

Заключение

Проектирование трансформаторов включает в себя расчет и их конструирование. В данной курсовой работе рассматривался только расчет силового трехфазного трансформатора с масляным охлаждением мощностью 400 кВА напряжением 10/0,4 кВ.

На основе задания и исходных данных выбираем трехфазный масляный трансформатор, соответствующий требованиям ГОСТ 11677, ГОСТ 11920, ГОСТ-15150, марки ТМГ-400/10–0,4 – У1 – трансформатор трехфазный силовой масляный герметичного исполнения (без маслорасширителя) общего назначения мощностью 400 кВ-А с естественным масляным охлаждением, с напряжением на высокой стороне 10 кВ, на низкой – 0,4 кВ, климатического исполнения для умеренного климата.

Библиографический список

1. Беспалов, В.Я. Электрические машины [Текст]: учебник / В.Я. Беспалов [и др.]. – М.: Академия, 2006. – 313 с.

2. Ванурин, В.Н. Электрические машины [Текст]: учебник / В.Н. Ванурин. – М.: Энергия, 2006. – 380 с.

3. Епифанов, А.П. Электрические машины [Текст]: учебник / А.П. Епифанов. – М.: Лань, 2006. – 263 с.

4. Тихомиров, П.М. Расчет трансформаторов [Текст]: учебник / П.М. Тихомиров. – М.: Энергия, 1976. – 544 с.

5. Дымков, А.М. Расчет и конструирование трансформаторов [Текст]: учебник / А.М. Дымков. – М.: Высш. шк., 1971. – 264 с.

6. Сергеев, П.С. Проектирование электрических машин [Текст]: учебник / П.С. Сергеев, Н.В. Виноградов, Ф.А. Горяинов. – М.: Энергия, 1969. – 632 с.

7. Ермолин, Н.П. Расчет силовых трансформаторов [Текст]: пособие по курсовому проектированию / Н.П. Ермолин, Г.Г. Швец. – Л.: ЛЭТИ, 1964. – 167 с.