Конструктивная разработка электрической машины или трансформатора - Физика и энергетика дипломная работа

Главная

Физика и энергетика
Конструктивная разработка электрической машины или трансформатора

Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. Выбор конструкции и определение размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток. Определение размеров пакетов и активных сечений, веса стержня и ярма.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1.Определение основных электрических величин
1.1 Определение линейных и фазных токов и напряжений обмоток ВН и НН
1.2 Определение испытательных напряжений обмоток
1.3 Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания
2. Расчет основных размеров трансформатора
2.1 Выбор схемы и конструкции сердечника
2.2 Выбор марки и толщины листов стали и типа междулистовой изоляции. Выбор индукции в сердечнике
2.4 Выбор конструкции и определение размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток
2.5 Предварительный расчет трансформатора и выбор коэффициента соотношения основных размеров
2.6 Определение диаметра стержня и высоты обмотки. Предварительный расчет сердечника
4. Определение характеристик короткого замыкания
4.1 Определение потерь короткого замыкания
4.2 Определение напряжения короткого замыкания
4.3 Определение механических сил в обмотках
5. Окончательный расчет магнитной системы. Определение характеристик холостого хода
5.1 Определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма
5.2 Определение веса стержня и ярм и веса стали
5.3 Определение потерь холостого хода
5.4 Определение тока холостого хода
6. Тепловой расчет и расчет охладительной системы
6.1 Поверочный тепловой расчет обмоток
6.2 Расчет охладительной системы (бака и охладителей)
6.3 Определение превышения температуры обмоток и масла над воздухом
6.4 Определение веса масла и основных размеров расширителя
Интенсивный рост энергосистем требует значительного повышения мощности и улучшения качества выпускаемых трансформаторов. Поэтому исключительно важное значение имеет вопрос о рациональном проектировании и производстве трансформаторов общего и специального назначения.
Целью данного курсового проекта является изучение основных методов расчета и конструктивной разработки электрической машины или трансформатора. В курсовом проекте производится расчет основных размеров трансформатора, расчет обмоток, определение характеристик холостого хода и короткого замыкания, расчет магнитной системы, а также тепловой расчет и расчет охладительной системы.
напряжение замыкание трансформатор обмотка
1.Определение основных электрических величин
1.1 Определение линейных и фазных токов и напряжений обмоток ВН и НН.
Мощность одной фазы трансформатора:
1.2 Определение испытательных напряжений обмоток
Испытанное напряжение трансформатора определяем по табл.4.1.а [2]
Для обмотки ВН (класс напряжения 110 кВ) кВ.
Для обмотки НН (класс напряжения 35 кВ) кВ.
1.3 Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания
Активная составляющая напряжения короткого замыкания:
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:
2. Расчет основных размеров трансформатора
Рис.1. Схематическое изображение трансформатора и его основных размеров.
2.1 Выбор схемы и конструкции сердечника
Согласно указаниям § 2.3 [2], выбираем трехфазную стержневую шихтованную магнитную систему с косыми стыками.
Сечение стержня по табл.2.5 [2] выбираем с 14 ступенями, без прессующей пластины.
Выбор марки и толщины листов стали и типа межлистовой изоляции. Выбор индукции в сердечнике.
Согласно рекомендациям [2] выбираем марку стали и её параметры. Для изготовления магнитопровода принимаем рулонную холоднокатаную сталь марки 3404 с толщиной листов 0,35 мм с нагревостойким покрытием. Коэффициент заполнения kЗ = 0,96.
Величину индукции принимаем BС = 1,6 Тл.
В качестве материала для обмоток высокого и низкого напряжения принимаем медный обмоточный провод марки ПБ.
2.4 Предварительный расчет трансформатора и выбор коэффициента соотношения основных размеров
Величина определяет соотношение между шириной и высотой трансформатора. По табл.4.1 [1] в соответствии с классом напряжения трансформатора и его мощностью, принимаем .
2.5 Определение диаметра стержня и высоты обмотки. Предварительный расчет сердечника
Первый основной размер трансформатора - диаметр стержня сердечника:
- общий коэффициент заполнения активным сечением стали площади круга .
- приведенная ширина канала рассеяния.
Затем принимается нормализованный диаметр стержня по шкале нормализованных диаметров.
Второй основной размер трансформатора - средний диаметр канала между обмотками:
- коэффициент, согласно указаниям [1] принимаем
Следовательно, диаметр канала между обмотками:
Третий основной размер трансформатора - высота обмотки:
Ориентировочное сечение витка каждой обмотки определяется по формуле:
где - средняя плотность тока в обмотках ВН и НН.
-коэффициент, учитывающий наличие добавочных потерь, по табл.5.1.[1] выбираем
Для обмотки ВН и НН - многослойную цилиндрическую обмотку из прямоугольного провода.
Число витков на одну фазу обмотки НН определяется:
Радиальный размер 2-х слойной обмотки:
Согласно ГОСТ 401- 41 обмотка ВН силовых масляных трансформаторов - трехфазных 6300-125000 кВА, с регулированием на ±16%, от номинального напряжения ([2]). Схема регулирования приведена на рис.2.
Рис 2. Схема регулирования обмотки ВН
Число витков при номинальном напряжении:
Обычно ступени регулирования напряжения делаются равными между собой, что обуславливает равенство числа витков на стержнях.
Число витков на одну ступень регулирования:
Принимаем число витков на одну ступень витков.
Плотность тока в обмотке ВН предварительно определяется:
Сечение витка обмотки ВН предварительно:
Осевой размер обмотки ВН принимается равным ранее определенному осевому размеру обмотки НН:
Толщина междуслойной изоляции согласно таблице 3.6 [1]:
Радиальный размер обмотки без экрана:
Для обмотки, состоящей из двух катушек с осевым каналом между ними, внутренняя катушка намотана непосредственно на цилиндр, - три поверхности охлаждения (коэффициент К = 0,75)(Согласно указаниям пункту 6-3[2]):
4. Определение характеристик короткого замыкания
4.1 Определение потерь короткого замыкания
а) Определение электрических потерь в обмотках.
Вес провода для обмоток ВН и НН рассчитываем по формуле (для медного провода):
Определение добавочных потерь в обмотках практически сводится к расчёту коэффициента увеличения основных электрических потерь обмотки . Этот коэффициент подсчитывается отдельно для каждой обмотки трансформатора.
Для медного прямоугольного провода при (обмотка НН):
Где n - число проводов обмотки в радиальном направлении;
для цилиндрических обмоток n = nсл =2;
в) Определение электрических потерь в отводах.
Длина отводов приближенно определяется:
где г = 8,9 кг/дм3 - удельный вес металла отводов (для меди).
г) Определение потерь в стенках бака и других стальных деталях трансформатора.
где К - коэффициент, который находится по табл.6.1[1], принимаем
д) Определение полных потерь короткого замыкания.
Определим соотношение полученной и заданной величин мощности к. з.:
4.2 Определение напряжения короткого замыкания
Активная составляющая напряжения короткого замыкания:
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:
где - ширина приведенного канала рассеяния:
Проверка отклонения полученного значения uK от заданного:
4.3 Определение механических сил в обмотках
Определяем действующее значение установившегося тока короткого замыкания:
Согласно таблице 7.1 [1] принимаю Sk=15000 МВА.
Найдем механические радиальные силы в обмотках:
Напряжение сжатия в проводе обмотки НН:
Напряжение на разрыв в наружной обмотке ВН:
Температура обмотки через после возникновения короткого замыкания:
где - наибольшая продолжительность к. з., в соответствии с указаниями [2], принимаем с.
- начальная температура обмотки, °С
По табл. 7.6 [2] допустимая температура .
5. Окончательный расчет магнитной системы. Определение характеристик холостого хода
5.1 Определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма
Принята конструкция трёхфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной стали марки 3404, толщиной 0,35 мм. Стержни магнитной системы скрепляются без прессующей пластины с прессовкой стержня обмоткой без бандажей. Размеры пакетов выбраны по табл. 8.2[1] для стержня диаметром 0,5 м. Число ступеней в сечении стержня 14 в сечении ярма 11.
Размеры пакетов в сечении стержня и ярма по табл. 8.1 [1]:
Площадь ступенчатой фигуры сечения стержня по табл.8.5 [1]
ПФС = 1479,2 см2 и ярма ПФЯ = 1500,2 см2 , объем углаVу = 56560см3
Объем стали угла магнитной системы:
5.2 Определение веса стержня и ярм и веса стали
где - расстояние между обмотками стержня, по табл. 4.5. [2], мм
Масса стали угла магнитной системы:
кг/м3 - плотность трансформаторной стали
Масса частей ярм, заключенных между осями крайних стержней:
Масса стали стержней магнитной системы:
Масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма:
Общая масса стали плоской магнитной системы:
5.3 Определение потерь холостого хода
Площадь сечения стержня на косом стыке:
Для плоской магнитной системы с косыми стыками с многоступенчатым ярмом для определения потерь холостого хода применим выражение:
Для определения потерь холостого хода применим выражение:
где - коэффициент добавочных потерь, по табл. 8.14 [2],
- коэффициент увеличения потерь в углах, по табл. 8.13 [2],
кф - коэффициент, учитывающий число стержней; для трехфазного трансформатора равен 4.
5.4 Определение тока холостого хода
По таблице 8.17 [2] находим намагничивающие мощности:
Для определения реактивной составляющей определяем полную намагничивающую мощность трансформатора, в соответствии с принятой конструкцией магнитной системы трансформатора может быть определена:
Коэффициенты КТ,Р=1,18 - коэффициент, учитывающий влияние резки полосы рулона на пластины, КТ,З=1,0 - коэффициент, учитывающий влияние срезания заусенцев, КТ,ПЛ=1,25 - коэффициент, учитывающий ширину пластин в углах магнитной системы (табл. 8.21 [2]), КТ,Я=1,0 - коэффициент, учитывающий форму сечения ярма (многоступенчатая), КТ,П=1,05 - коэффициент, учитывающий прессовку магнитной системы (табл. 8.12 [2]), КТ,Ш=1,06 - коэффициент перешихтовки, КТ,У=65,6 (табл. 8.20 [2]), выбираются согласно указаниям §8.3 [2]. Таким образом, намагничивающая мощность:
Активная составляющая тока холостого хода:
Реактивная составляющая тока холостого хода:
Коэффициент полезного действия трансформатора:
6. Тепловой расчет и расчет охладительной системы
6.1 Поверочный тепловой расчет обмоток
где - толщина изоляции на одну сторону, см
-теплопроводность изоляции провода, по табл.11.1 [2] Вт/см °С
Полная охлаждаемая поверхность обмотки НН = 13.521 мІ ( п. 3.2]):
- плотность теплового потока на поверхности обмотки:
Для обмотки ВН = 18.704 мІ ( п. 3.3]):
где - средняя условная теплопроводность обмотки без учета междуслойной изоляции:
Средний перепад температуры составляет 2/3 от полного перепада:
Для цилиндрических обмоток из прямоугольного провода перепад на поверхности обмотки:
Рассчитаем среднее превышение температуры обмоток над средней температурой масла:
6.2 Расчет охладительной системы (бака и охладителей)
По табл.9.4 [2] в соответствии с мощностью трансформатора выбираем бак из гнутых труб с дутьём
Минимальная длина бака трехфазного трансформатора:
Принимаем А = 337см при центральном положении активной части трансформатора в баке.
По табл. 9.5 [2] минимальное расстояние от верхнего ярма до крышки бака:
где n - толщина подкладки под нижнее ярмо, по [1] принимаем n = 5 см
Так как из двух обмоток наиболее нагрета обмотка ВН, то среднее превышение температуры масла, омывающего обмотки над температурой воздуха, должно быть не более:
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой воздуха будет меньше на величину перепада температуры между маслом и стенкой бака
Полученное значение должно удовлетворять условию:
Так как условие выполняется, то принимаем:
Поверхность излучения бака и крышки в предварительном расчете:
По табл. 9.9 [2] выбираем данные для бака с навесными охладителями:
Рис.4. Трубчатый радиатор с гнутыми трубами.
Рис.5. Схематичное расположение радиаторов на баке.
Количество радиаторов определяем по формуле:
6.3 Определение превышения температуры обмоток и масла над воздухом
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха:
Среднее превышение температуры масла вблизи стенки бака над температурой стенки бака:
Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха:
Превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха:
6.4 Определение веса масла и основных размеров расширителя
Объем расширителя (10 % от общего объема масла):
Сечин В.И.. Расчет силовых трансформаторов. Учебное пособие.- Хабаровск: ДВГАПС, 1993.
Тихомиров П.М.. Расчет трансформаторов.-М: Энергоатомиздат, 1986.
Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. Выбор схемы, конструкции и технологии изготовления магнитной системы. Определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма. Параллельная работа двух трансформаторов. курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.01.2018
Определение основных электрических величин. Расчет основных размеров трансформатора. Выбор конструкции и определение размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток. Расчет магнитной системы и определение характеристики холостого хода. курсовая работа [2,7 M], добавлен 26.05.2015
Определение электрических величин. Фазные напряжения и токи. Выбор главной и продольной изоляции. Определение основных размеров трансформатора. Выбор конструкции обмоток. Расчет обмотки низшего и высшего напряжения, параметров короткого замыкания. курсовая работа [2,7 M], добавлен 12.06.2015
Определение основных электрических величин, линейных, фазных напряжений и токов обмоток; активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. Расчет основных размеров трансформатора. Выбор индукции в сердечнике и материала обмоток. курсовая работа [316,3 K], добавлен 24.09.2013
Определение основных электрических величин. Выбор главной и продольной изоляции, конструкции магнитопровода. Расчет размеров трансформатора, обмоток низшего и высшего напряжения, параметорв короткого замыкания и магнитной системы трансформатора. курсовая работа [2,6 M], добавлен 10.06.2015
Расчет электрических величин трансформатора. Выбор материала и конструкции магнитной системы, определение размеров главной изоляции обмоток. Расчет напряжения короткого замыкания. Определение размеров магнитной системы, тепловой расчет трансформатора. курсовая работа [443,7 K], добавлен 07.04.2015
Расчет основных электрических величин. Выбор изоляционных расстояний и расчет основных размеров трансформатора. Расчет обмоток низкого и высшего напряжения. Определение параметров короткого замыкания. Определение размеров и массы магнитопровода. курсовая работа [1,7 M], добавлен 12.03.2009
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Конструктивная разработка электрической машины или трансформатора дипломная работа. Физика и энергетика.
Начало Второй Мировой Войны Реферат
Сочинение Реклама И Связи С Общественностью
Эссе Я Горжусь Своей Страной
Реферат Про Любой Город Германии
Курсовая работа: Сравнительный анализ организационных структур
Курсовая работа: Управление по труду и занятости населения по Белгородской области
Реферат: Себестоимость продукции на предприятии
Курсовая работа: Биотехнология – новое направление в фармацевтической технологии. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Впоследнее время экономисты все больше и больше стали уделять внимания таким вопросам, как благосостояние нации и уровень жизни населения, так как качество жиз
Реферат: Попечительский совет – общественная форма управления образовательным учреждением. Скачать бесплатно и без регистрации
Навыки Общения Старших Дошкольников Диссертация
Выводы В Дипломной Работе Пример
Законодательная И Нормативная Правовая База Омс Реферат
Реферат: IDEF0-моделирование
Эссе Современные Проблемы Исследования Дальнего Космоса
Театр Теней Реферат С Картинками
Реферат: Иван Андреевич Крылов как драматург, комедия "Трумф" и её политический смысл
Реферат: Общественные движения России
Курсовая работа: Генетика человека
Как Писать Сочинение Письмо Герою
Эволюция и актёрское искусство мюзик-холла в Викторианскую эпоху - Культура и искусство курсовая работа
Наследование по завещанию - Государство и право курсовая работа
Работа социального педагога с педагогически запущенными детьми младшего школьного возраста - Педагогика дипломная работа