Расчет силового трансформатора - Курсовая работа

Трансформатор - устройство, предназначенное для изменения величины переменного напряжения, - является практически обязательным структурным элементом источника вторичного электропитания. При наличии первичного источника, вырабатывающего переменное напряжение, трансформатор достаточно часто включается в источник вторичного электропитания в качестве входного элемента. В этом случае трансформатор называется силовым, и его функциональное назначение заключается в преобразовании входной системы переменного напряжения (однофазной или трехфазной) в одну или несколько других систем переменных напряжений, используемых для питания соответствующих потребителей постоянного и переменного тока. В системах питания электронной аппаратуры применяют силовые трансформаторы малой мощности (не более 4 КВ-А для однофазных и 5 КВ-А для трехфазных систем переменного тока). Они в большинстве случаев работают при низких напряжениях на обмотках (до 1КВ), синусоидальной или близкой к синусоидальной форме преобразуемого напряжения и частоте, равной 50 Гц (частота промышленной сети).Расчет трансформатора начинается с определения основных электрических величин. Линейный ток обмотки ВН и НН трехфазного трансформатора определяется по формуле [1, c.95] (1.3) где U - номинальная мощность напряжения обмотки. Фазный ток обмотки одного стержня определяется по формуле [1, c.95]Для определения изоляционных промежутков между обмотками и другими токоведущими частями и заземленными деталями трансформатора существенное значение имеют испытательные напряжения, при которых проверяется электрическая прочность изоляции трансформатора.Активную составляющую напряжения короткого замыкания определяют через потери короткого замыкания по формуле [1, c.Конструктивной и механической основой трансформатора является его магнитная система (магнитопровод), служащая для локализации в ней основного магнитного поля трансформатора и представляющая собой комплект пластин или других элементов из электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, собранной в определенной геометрической форме. Магнитную систему можно разделить на: - Стержень - на которых располагаются основные обмотки трансформатора, служащие для преобразования электрической энергии;81-90] выбираем материал магнитной системы трансформатора - холоднокатаная тонколистовая кремниевая электротехническая сталь марки Э330А, толщиной 0,35 мм. Изоляция пластин осуществляется различными методами по рекомендациям [1, с. 86] выбираем лаковую изоляцию в виде пленки с двух сторон листа (лак КФ-965 ГОСТ 15030-69) с последующим запеканием.В соответствии с условием задания, материал ВН и НН обмоток - медь электролитическая. Основные физические свойства обмоточных проводов из медиИзоляцию между обмотками ВН и НН осуществляем мягкими цилиндрами составленные при сборке трансформатора из намотанных один на другой листов электроизоляционного картона (плотность 900 кг/м3). Определяем размеры основных изоляционных промежутков главной изоляции: Для НН: НН от ярма: l01=1,5 см, НН от стержня: ?01=0,1см, а01=0,4см Определим средний диаметр канала между обмотками /3, с.121/ Примем средний диаметр канала между обмотками: d12=24 смПри выборе типа обмоток необходимо использовать следующие критерии: Ориентировочное сечение витка каждой обмотки: Для обмотки НН Число витков обмотки /1, с. Примем: ЭДС одного витка Ориентировочная осевой размер витка /1, с. 5,8/ для заданных параметров S=250КВ*А, I=91,5А, U1=0,525КВ, П=94,8 мм2 выбираем конструкцию двухслойной цилиндрической обмотки из прямоугольного медного провода марки БП.Число витков на ответвлениях: ступень 3216 В ступень 3108 В ступень 3000 В ступень 2892 В ступень 2784 В В двух нижних и двух верхних катушках обмотки каждой фазы применяется провод того же размера с усиленной изоляцией 2,7х7,4 Примем число витков в слое =6 Примем число слоев в обмотке =76 4.7/ по рабочему напряжению двух слоев, выбираем число слоев и толщину изоляционного материала между двумя слоями обмотки.Потери короткого замыкания /1, с. Добавочные потери в обмотке Основные потери в отводах Потери в отводах /1, с. Основные потери в отводахАктивная составляющая /1, с.Установившейся ток короткого замыкания на стороне ВН /1, с. Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания /1, с. Наибольшая сжимающая сила наблюдается в середине высоты обмотки НН, где .Принята конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной системы (рис. Стержни магнитной системы прессуются расклиниванием с обмоткой, ярма - ярмовыми балками. Размеры пакетов для стержня 18 см /табл. Размеры пакетов - ширина пластин и толщина пакетов, мм, для магнитной системы с прессовкой стержней обмоткой /1, табл. Число ступеней Высота сегмента, мм Ширина крайнего пакета ярма, мм Толщина пакетов при ширине пластин, ммИндукция в стержне /1, с.Удельное намагничивание мощности /1, табл. Полная намагничивающая мощность магнитной системыОбмотка НН /1, с 420/ (6.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

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 составляющей напряжения короткого замыкания

2. Расчет основных размеров трансформатора

2.1 Выбор схемы и конструкции магнитной системы

2.2 Выбор марки и толщины листов стали и типа изоляции пластин. Выбор индукции в магнитной системе

2.3 Выбор материала и предварительный выбор конструкции обмоток

2.4 Выбор конструкции и определение размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток

2.5 Предварительный расчет трансформатора и выбор соотношения основных размеров ? с учетом заданных значений

3. Расчет обмоток НН и вн

3.1 Расчет обмотки НН

3.2 Расчет обмотки ВН

4. Определение параметров 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 параметров холостого хода

5.1 Определение размеров магнитной системы

5.3 Определение потерь холостого хода

5.4 Определение тока холостого хода

6. Тепловой расчет и расчет системы охлождения

6.1 Поверочный тепловой расчет обмоток

6.2 Расчет системы охлаждения (бака, радиаторов, охладителей). Определение габаритных размеров трансформатора

6.3 Определение превышений температуры обмоток и масла над воздухом

Заключение

Список использованной литературы