Расчет трехфазного силового двухобмоточного трансформатора - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Расчет трехфазного силового двухобмоточного трансформатора

Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний. Максимальные сжимающие силы в обмотках. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания. Расчет параметров короткого замыкания. Выбор оптимального варианта размеров трансформатора.


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.

Расчет трехфазного силового двухобмоточного трансформатора
1. Анализ изменения некоторых параметров трансформатора с изменением в
1.1 Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний
Расчет проводим для трехфазного трансформатора стержневого типа с концентрическими обмотками.
Мощность одной фазы и одного стержня:
Номинальные (линейные) токи на сторонах:
Фазные ток обмоток НН (схема соединения - звезда) равны линейным токам.
Фазные ток обмоток ВН (схема соединения - звезда) равны линейным токам.
Фазные напряжения обмоток НН (схема соединения - звезда) равны:
Фазные напряжения обмоток ВН (схема соединения - звезда) равны:
Испытательные напряжения обмоток (по табл. 4.1 [1]): для обмотки ВН U ИСП = 55 кВ; для обмотки НН U ИСП = 5 кВ.
По табл. 5.8 [1] выбираем тип обмоток.
Обмотка НН при напряжении 0,399 кВ и токе 1338,8 А винтовая из прямоугольного алюминиевого провода, обмотка ВН при напряжении 20,208 кВ и токе 26,4 А непрерывная катушечная из прямоугольного алюминиевого провода.
Для испытательного напряжения обмотки ВН U ИСП = 55 кВ по табл. 4.5 [1] находим изоляционные расстояния (см. рис. 3.5 [1]): a' 12 = 20 мм; l' 0 = 50 мм; a' 22 = 20 мм; для U ИСП = 5 кВ по табл. 4.4 [1] находим a' 01 = 15 мм.
Определение исходных данных расчета.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания:
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:
Согласно указаниям § 2.3 выбираем трехфазную стержневую шихтованную магнитную систему по рис. 2.5д[1] с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне по рис. 2.17б[1]. Прессовка стержней бандажами из стеклоленты по рис. 2.18б[1] и ярм - стальными балками по рис. 2.21а[1]. Материал магнитной системы - рулонная сталь марки 3411 толщиной 0,35 мм.
Индукция в стержне B C = 1,57 Тл (по табл. 2.4 [1]). В сечении стержня восемь ступеней, коэффициент заполнения круга k КР = 0,927 (см. табл. 2.5 [1]); изоляция пластин - нагревостойкое изоляционное покрытие k З = 0,97 (см. табл. 2.2 [1]). Коэффициент заполнения сталью k С = k КР · k З = 0,927 · 0,97 = 0,8992. Число ступеней ярма - шесть, коэффициент усиления ярма k Я = 1,015 (табл. 8.6 - 8.7 [1]). Индукция в ярме Число зазоров в магнитной системе на косом стыке четыре, на прямом три. Индукция в зазоре на прямом стыке B'' З = B С = 1,57 Тл, на косом стыке
Удельные потери в стали p С = 1,074 Вт/кг; p Я = 1,038 Вт/кг. Удельная намагничивающая мощность q C = 1,383 В·А/кг; q Я = 1,321 В·А/кг; для зазоров на прямых стыках q'' З = 16800 В·А/м 2 ; для зазоров на косых стыках q' З = 900 В·А/м 2 (см. табл. 8.10, 8.17 [1]).
По табл. 3.6 [1] находим коэффициент, учитывающий отношение основных потерь в обмотках к потерям короткого замыкания, k Д = 0,9209 и по табл. 3.4 и 3.5 [1] - постоянные коэффициенты для алюминиевых обмоток а = 1,5264 и b = 0,3944. Принимаем k Р = 0,95. Диапазон изменения в от 1,2 до 1,6 (см. табл. 12.1 [1]).
Расчет основных коэффициентов. По (3.30), (3.36), (3.43), (3.44), (3.52), (3.65) находим коэффициенты:
По (3.61) и (3.66) находим предельные значения в по допустимым значениям плотности тока и растягивающим механическим напряжениям:
Оба полученных значения в лежат за пределами обычно применяемых. Масса одного угла магнитной системы по (3.45):
Активное сечение стержня по (3.59):
Площадь зазора на прямом стыке П З '' = П С = 0,0365 · x 2 ; на косом стыке
Намагничивающая мощность по (8.44) с учетом табл. 8.17 и 8.20 [1]:
Далее определяются основные размеры трансформатора:
Весь дальнейший расчет, начиная с определения массы стали магнитной системы для различных значений в (от 1,2 до 1,6) приводится в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Предварительный расчет трансформатора
Результаты расчетов, приведенные в табл. 1.1 показаны в виде графиков на рис. 1.1-1.4.
Графики на рис. 1.1 позволяют заметить, что с ростом в масса металла обмоток G O и масса стали в стержнях С C уменьшаются, а масса стали в ярмах G Я и общая масса стали G СТ трансформатора возрастают. Общая стоимость активной части С А.Ч , (рис. 1.2) с ростом в сначала падает, а затем, пройдя через минимальное значение, снова возрастает. Поскольку с увеличением в при сохранении индукции B C общая масса стали возрастает, должны возрастать также потери и ток холостого хода, что подтверждается графиками P X и i 0 на рис. 1.3.
Широкий диапазон значений в, практически обеспечивающий получение минимальной стоимости активной части трансформатора с отклонением от минимума не более чем на 1%, еще не определяет оптимального значения в. Для выбора оптимального в необходимо обратиться к другим критериям. Графики на рис. 1.3 позволяют определить предельные значения в?2,61 для заданных потерь холостого хода P Х = 3100 Вт. Предельное значение для заданного тока холостого хода i 0 = 1,3% составляет в?4,32. Ранее были установлены предельные значения, ограниченные плотностью тока, в?0,1952, и механической прочностью обмоток при коротком замыкании, в?4,4941. Полученные по этим критериям предельные значения в сведены в табл. 1.2 и графически представлены на рис. 1.5.
На этом рисунке заштрихованы те зоны, в которых данный параметр выходит за пределы, установленные для него ГОСТ или заданными условиями. Выбор значений в (и диаметра стержня) возможен только в пределах всех незаштрихованных зон. С учетом заданных критериев выбираем значение d = 0,26 м при в = 1,706.
Таблица 1.2. Предельные значения в, полученные при предварительном расчете
Для выбранных значений d и в рассчитываем и находим по графикам приведенные ниже данные трансформатора.
в = 1,706; x = 1,1429; x 2 = 1,3061; x 3 = 1,4927.
d = A · x = 0,2275 · 1,1429 = 0,26 м.
П C = 0,0365 · 1,3061 = 0,0477 м 2 .
d 12 = a · A · x = 1,5264 · 0,2275 · 1,1429 = 0,3969 м.
C = d 12 + a 12 + 2 · a 2 + a 22 = 0,3969 + 0,02 + 0,1025 + 0,02 = 0,539 м.
u В = 4,44 · f · П' С · B С = 4,44 · 50 · 1,57 · 0,0477 = 16,63 В.
Механические напряжения в обмотках:
В процессе проведения предварительного расчета по обобщенному методу была получена возможность выбора оптимального варианта размеров трансформатора, определения и оценки ряда его параметров - масс активных материалов, стоимости активной части, параметров холостого хода и др. при предельно возможном диапазоне изменения соотношения основных размеров в и без детального расчета.
электрический обмотка трансформатор замыкание
По табл. 5.8 [1] при мощности 1600 кВ·A, току на один стержень 1338,8 A, номинальному напряжению обмотки 399 В и сечению витка 666,4 мм 2 выбираем конструкцию винтовой обмотки из прямоугольного провода. Размер радиального канала предварительно h К = 5 мм. Согласно § 5.1 [1] число реек по окружности обмотки 12, ширина междувитковых прокладок b ПР = 40 мм.
Ориентировочный осевой размер витка:
По графикам 5.34б выбираем двухходовую обмотку с радиальными каналами в витках и между витками с равномерно распределенной транспозицией.
По полученным ориентировочным значениям П' В и h В1 по табл. 5.2 [1] подбираем сечение витка из 18 параллельных проводов:
разделенных на две группы по 9 проводов с каналами по 5 мм между группами витка и между витками.
П 1 = 18 · 37,1 = 667,8 мм 2 = 667,8 · 10 -6  м 2 .
l 1 = (24 + 1) · 2 · 10 · 10 -3 + ((2 · 24) + 1) · 0,95 · 5 · 10 -3 = 0,733 м.
По табл. 4.4 [1] для U ИСП = 5 кВ, S = 1600 кВ·А и винтовой обмотки находим а 01 = 15 мм. Обмотка наматывается на 12 рейках на бумажно-бакелитовом цилиндре размерами:
D' 1 = d + 2 · a 01 = 0,26 + 2 · 0,015 = 0,29 м.
D'' 1 = D' 1 + 2 · a 1 = 0,29 + 2 · 0,04 = 0,37 м.
G O1 = 8,47 · 10 3 · c · D СР · w 1 · П 1 = 8,47 · 10 3 · 3 · 0,33 · 24 · 667,8 · 10 -6 = 134,4 кг.
Выбираем схему регулирования по рис. 6.6, в[1] с выводом концов всех трех фаз обмотки к одному трехфазному переключателю. Контакты переключателя рассчитываются на рабочий ток 26,4 А. Наибольшее напряжение между контактами переключателя в одной фазе: рабочее , т.е. 2021 В; испытательное , т.е. 4042 В.
Схема выполнения ответвлений в обмотке ВН.
Для получения на стороне ВН различных напряжений необходимо соединить:
Число витков в обмотке ВН при номинальном напряжении:
Число витков на одной ступени регулирования:
По табл. 5.8 [1] выбираем непрерывную катушечную обмотку из алюминиевого прямоугольного провода (S = 1600 кВ·А; I = 26,4 А; U = 20208 В; П = 13,11 мм 2 ). По сортаменту алюминиевого обмоточного провода (табл. 5.2 [1]) выбираем провод марки ПБ:
В двух верхних и двух нижних катушках обмотки каждой фазы применяем провод того же размера с усиленной изоляцией.
При и b = 7,1 мм по графикам рис. 5.34б[1] находим
Принимаем конструкцию обмотки с радиальными каналами по 4,5 мм между всеми катушками. Две крайние катушки вверху и внизу отделены каналами по 7,5 мм (см. табл. 4.10 [1]). Канал в месте разрыва обмотки h КР = 7,5 мм (см. табл. 4.9 [1]). Осевой размер катушки 7,6 мм.
Число катушек на стержне ориентировочно:
Число витков в катушке ориентировочно:
, и радиальный размер a' = 2,4 · 1 · 21 = 50,4 ? 51 мм.
Общее распределение витков по катушкам:
4 регулировочные катушки Д по 17 витков
4 катушки с усиленной изоляцией Е по 21 витку
l = ?h КАТ + ?h КАН = (7,6 · 60 + 0,95 · (12 + 4 · 7,5 + 54 · 4,5)) · 10 -3 = 0,727 м.
Согласно § 4.3 принимаем размеры бумажно-бакелитового цилиндра, на котором на 12 рейках наматывается обмотка:
Таблица 2.1. Данные катушек обмотки ВН трансформатора
G О7 = 8,47 · 10 3 · c · D СР · w · П = 8,47 · 10 3 · 3 · 0,463 · 1250 · 0,000013 = 192,6 кг.
Масса провода в обмотке с изоляцией:
Масса металла (алюминия) двух обмоток:
По испытательному напряжению U ИСП = 55 кВ и мощности трансформатора S = 1600 кВ·А по табл. 4.4, 4.5 [1] находим:
Толщина бумажно-бакелитового цилиндра обмотки НН
Толщина бумажно-бакелитового цилиндра обмотки ВН
Выступ бумажно-бакелитового цилиндра за высоту обмотки НН
Выступ бумажно-бакелитового цилиндра за высоту обмотки ВН
Расстояние между обмотками ВН соседних стержней
Расчет параметров короткого замыкания.
Потери короткого замыкания определяются согласно § 7.1, основные потери - по (7.3).
P ОСН1 = 12,75 · 10 -12 · J 1 2 · G А = 12,75 · 10 -12 · 2,005 2 · 10 12 · 134,4 = 6888,7 Вт.
P ОСН2 = 12,75 · 10 -12 · 2,015 2 · 10 12 · 192,6 = 9970,5 Вт.
Добавочные потери в обмотке НН по (7.15):
k Д1 = 1 + 0,037 · 10 8 · в 2 · a 4 · n 2 = 1 + 0,037 · 10 8 · 0,349 · 4 4 · 10 -12 · 9 2 = 1,027;
(Предварительно принимаем k Р = 0,95).
Добавочные потери в обмотке ВН по (7.15):
k Д2 = 1 + 0,037 · 10 8 · 0,31 · 1,9 4 · 10 -12 · 22 2 = 1,007;
Длина отводов обмотки НН определяется приближенно по (7.21):
l ОТВ1 = 7,5 · l = 7,5 · 0,731 = 5,48 м.
Длина отводов обмотки ВН по (7.21):
G ОТВ1 = l ОТВ · П ОТВ · г = 5,48 · 667,8 · 10 -6 · 2700 = 9,881 кг.
P ОТВ1 = 12,75 · 10 -12 · J 2 · G ОТВ = 12,75 · 10 -12 · 2,005 2 · 10 12 · 9,881 = 506,5 Вт.
G ОТВ2 = 5,48 · 13,1 · 10 -6 · 2700 = 0,194 кг.
P ОТВ2 = 12,75 · 10 -12 · 2,015 2 · 10 12 · 0,194 = 10 Вт.
Потери в стенках бака и других элементах конструкции до выяснения размеров бака определяем приближенно по (7.25) и табл. 7.1 [1]:
P Б = 10 · k · S = 10 · 0,028 · 1600 = 448 Вт.
P К = P ОСН1 · k Д1 + P ОСН2 · k Д2 + P ОТВ1 + P ОТВ2 + P Б =
= 6888,7 · 1,027 + 9970,5 · 1,007 + 506,5 + 10 + 448 = 18079 Вт.
Полные потери короткого замыкания для номинального напряжения обмотки ВН:
P К = 18079 - 0,05 · 9701,3 = 17594 Вт,
Напряжение короткого замыкания рассчитывается согласно § 7.2.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания:
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания по (7.32):
k Р = 1 - у · (1 - e -1/у ) = 1 - 0,0492 · (1 - e -1/0,0492 ) ? 0,95;
Установившийся ток короткого замыкания на обмотке ВН по (7.38) и табл. 7.2 [1]:
Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания:
F Р = 0,628 · (i К.MAX · w) 2 · в · k Р · 10 -6 = 0,628 · (915,01 · 1216) 2 · 1,6761 · 0,95 · 10 -6 = 1237947 Н.
Среднее сжимающее напряжение в проводе обмотки НН по (7.48) и (7.49):
Среднее растягивающее напряжение в проводах обмотки ВН по (7.48) и (7.49):
т.е. 21% допустимого значения 60 МПа.
где l X = 60,4 мм; m = 4; после установления размеров бака l'' = 0,228 м. Распределение осевых сил по рис. 3.1.
Максимальные сжимающие силы в обмотках:
F СЖ1 = F' ОС + F" ОС = 43184 + 86302 = 129486 Н;
F СЖ2 = = F" ОС - F' ОС = 86302 - 43184 = 43118 Н;
Наибольшая сжимающая сила наблюдается в середине обмотки НН, где F СЖ = 129486 Н.
Температура обмотки через t К = 5 с после возникновения короткого замыкания по (7.54):
1. П.М. Тихомиров. Расчет трансформаторов: Учеб. пособие для вузов. М.: «Энергоатомиздат», 1986.
2. А.М. Дымков. Расчет и конструирование трансформаторов. Учебник для техникумов. «Высшая школа», 1971.
3. В.Е. Китаев. Трансформаторы. «Высшая школа», 1967.
4. А.В. Сапожников. Конструирование трансформаторов. Госэнергоиздат, 1956.
5. М.М. Кацман. Электрические машины и трансформаторы. «Высшая школа», 1971.
6. М.П. Костенко и Л.М. Пиотровский. Электрические машины. «Энергия», 1964.
7. А.М. Голунов. Охлаждающие устройства масляных трансформаторов. «Энергия», 1964.
8. В.В. Порудоминский. Трансформаторы с переключением под нагрузкой. «Энергия», 1965.
9. П.М. Тихомиров. Расчет трансформаторов для дуговых электрических печей. Госэнергоиздат, 1959.
10. Е.А. Каганович. Испытание трансформаторов малой и средней мощности на напряжение до 35 кв включительно. «Энергия», 1969.
11. В.П. Шуйский. Расчет электрических машин. «Энергия», 1968.
Расчет параметров двигателя постоянного тока. Расчёт и выбор согласующего трансформатора, выбор тиристоров. Система импульсно-фазового управления. Моделирование трехфазного трансформатора в режимах короткого замыкания и холостого хода в среде Matlab. курсовая работа [651,6 K], добавлен 30.03.2015
Описание трехфазной мостовой схемы. Определения и расчет параметров тиристорного выпрямителя. Выбор допустимых нагрузок вентилей по току и параметров цепи управления. Расчет токов короткого замыкания; ограничение напряжения, защита предохранителями. курсовая работа [307,7 K], добавлен 22.09.2014
Обоснование выбора схемы силового тиристорного выпрямителя. Тепловой расчёт вентилей по току и напряжению, расчет преобразовательного трансформатора. Определение напряжения короткого замыкания, тока холостого хода. Энергетические показатели выпрямителя. курсовая работа [205,6 K], добавлен 04.04.2014
Методика расчета маломощного трансформатора с воздушным охлаждением. Выбор магнитопровода, определение числа витков в обмотках, электрический и конструктивный расчет. Определение потерь, намагничивающего тока в стали; расчет падения напряжения и КПД. курсовая работа [122,1 K], добавлен 12.05.2011
Назначение основных блоков электронного трансформатора. Выбор входного выпрямителя и фильтра. Расчет трансформатора, мощности разрядного резистора и схемы силового инвертора. Разработка системы управления силовым инвертором. Проектирование блока защиты. курсовая работа [443,4 K], добавлен 05.03.2015
Выбор схемы выпрямления. Основные параметры схем при работе на индуктивную нагрузку. Расчет силового трансформатора: потери мощности на сопротивлениях обмоток, сопротивление провода первичной обмотки. Проверка теплового режима трансформатора выпрямителя. контрольная работа [372,7 K], добавлен 06.08.2013
Синтез схем реактивных двухполюсников. Расчет входных сопротивлений четырехполюсника в режимах холостого хода и короткого замыкания; нахождение его системной функции и определение основных параметров. Экспериментальная проверка результатов расчетов. курсовая работа [767,3 K], добавлен 24.02.2013
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



Расчет трехфазного силового двухобмоточного трансформатора курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Темы Сочинений Пушкин Капитанская Дочка 8 Класс
Реферат На Тему Основы Умственного И Физического Воспитания Умственно-Отсталых Детей
Реферат по теме Промышленные системы управления
Реферат: История царства грузинского
Дипломные работы: Химия
Парк Победы, как объект рекриации и туризма
Форма Сделки Диссертация
Курсовая Анализ Складской Деятельности
Реферат: Порядок выплаты окладов по воинским должностям военнослужащим, проходящим военную службу по призыву при назначении  их с одной воинской должности на другую. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Формирование цены на торговом предприятии на примере социальных магазинов Автозаводского района
Реферат по теме Психологическая работа со спортсменами в условиях стресса
Курсовая работа по теме Организация бухгалтерского учета материально-производственных запасов в ООО 'Белая птица'
Отан Отбасынан Басталады Тақырыбында Эссе
Реферат по теме История православной церкви в Америке
Реферат: Развитие европейской индустриальной цивилизации
Эссе Никто Не Становится Хорошим Человеком Случайно
Диссертации Великая Отечественная Война
Отчет по практике по теме Роль менеджера в хозяйственной деятельности предприятия
Курсовая работа: Организация и проведение PR компаний на предприятии. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Типові маршрути і процедури проектування
Основы современного общества - Государство и право реферат
Российская Федерация как социальное государство - Государство и право курсовая работа
Львівський книжковий форум як форма популяризації книжкової продукції - Журналистика, издательское дело и СМИ курсовая работа