На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Проектирование трансформатора ТМ 1600/6

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 06.05.2012. Сдан: 20 О. Страниц: 17. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Политехнический институт 

Кафедра ЭТКиС 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 

Трансформатор ТМ 1600/6 

Пояснительная записка 
 
 
 
 
 

Руководитель  проекта
    к.т.н доцент                                                 С.А. Встовский                            
     

    Разработал  студент 
    группы  ЭМ 08-01                                         А. Ю. Куклин
                                         
 

 

          ЗАДАНИЕ № 75 НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ТРАНСФОРМАТОРА
     студенту  группы ЭМ 08-01 Любичеву Станиславу Алексеевичу  
 

     Выполнить расчет и конструктивную разработку трансформатора со следующими данными: 

     1 Тип трансформатора................................................................ТМ 2500/10 

     2 Число фаз 3 

     3 Частота 50 Гц 

     4 Номинальная мощность 2500 кВ·А 

     5 Номинальное напряжение обмотки  ВН 10000 В 

     6 Номинальное напряжение обмотки  НН 10500 В 

     7 Схемы и группа соединения  обмоток Y/? -11 

     8 Система охлаждения с естественной  циркуляцией масла и 
        воздуха. 

     9 Режим работы - длительная нагрузка. 

     10 Установка наружная 
 

     Параметры трансформатора 

     1 Напряжение короткого замыкания 5,50 % 

     2 Потери короткого замыкания 23500 Вт 

     3 Ток холостого хода 1,0 % 

     4 Потери холостого хода 3900 Вт 
 

     Спроектированный  трансформатор должен соответствовать  требованиям государственных стандартов: ГОСТ 11677-85; ГОСТ 12022-76; ГОСТ 11920-85. 
 

     Дополнительные  условия 

     1 Сталь электротехническая марки  3405 

     2 Обмотка из медного провода
       
                                                        Содержание
 
 

Введение 4
1 Расчет основных  электрических величин  трансформатора 5
2 Расчет основных  размеров трансформатора 6
2.1 Выбор материала  и конструкции  магнитной системы 6
2.2 Выбор материала  и конструкции  обмотки 7
2.3 Определение размеров  главной изоляции  обмоток 8
2.4 Определение диаметра  стержня и высоты  обмоток 8
3 Расчет обмоток  НН и ВН 10
3.1 Расчет обмоток  НН 11
3.1.1 Расчет непрерывной катушечной обмотки 11
3.2 Расчет обмоток  ВН 14
3.2.1 Расчет многослойной цилиндрической обмотки ВН 15
4 Определение параметров  короткого замыкания 17
4.1 Определение потерь  короткого замыкания 17
Полученные  данные отличаются от расчетных на  19
4.2 Расчет напряжения  короткого замыкания 19
4.3 Определение механических  сил в обмотках  и нагрева обмоток  при коротком замыкании 20
5 Расчет магнитной  системы трансформатора 23
5.1 Определение размеров  и массы магнитной  системы 23
5.2 Определение потерь  холостого хода  трансформатора 25
5.3 Определение тока  холостого хода  трансформатора 25
6 Тепловой расчет  трансформатора 27
6.1 Тепловой расчет  обмоток 27
6.2.1 Бак с навесными  радиаторами 31
6.3 Расчет превышений  температуры обмоток  и масла 32 

 

      Введение 

     Основным  электрическим оборудованием электростанций, подстанций, линий электропередачи и других электроустройств являются трансформаторы.
     Трансформаторы  – это электромагнитные статические  преобразователи электрической  энергии, имеющие две или большее  число индуктивно связанных обмоток  и предназначенные для изменения  напряжения переменного тока.
     Передачу  электроэнергии на большие расстояния в основном осуществляют на повышенном (35—750 кВ) напряжении. Распределение  электроэнергии выполняют сетями 6—35(110) кВ. Электропотребителей подключают к сетям более низких напряжений (0,22—10 кВ). Для соответствующих преобразований (трансформаций) напряжений, а также связи электрических сетей различных классов напряжений и распределения электроэнергии используют силовые трансформаторы и автотрансформаторы однофазного и трехфазного исполнений.
     На  подстанциях электрических сетей  и электростанциях преимущественно  применяют трехфазные двух- и трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы. При большой мощности используют однофазные трансформаторы, соединенные в трехфазные группы.
     Электропромышленность выпускает большое число типоразмеров силовых  трехфазных и однофазных трансформаторов, различаемых по мощности, номинальному напряжению, числу обмоток и способу охлаждения. Тип трансформатора имеет условное обозначение, по которому можно определить количество  фаз, систему охлаждения, число обмоток, наличие регулировочного устройства,  грозоупорность изоляции трансформатора, номинальную мощность и класс напряжения обмотки ВН.
     В данном курсовом проекте рассматривается  понижающий масляный трансформатор  мощностью 2500/10. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

             1 Расчет основных электрических величин трансформатора 
 

     Мощность  одного стержня (фазы) трансформатора, кВ·А 

;
 

где SH – номинальная полная мощность, кВ·А;
     т – число фаз трансформатора.
     Номинальный линейный ток обмоток НН и ВН трехфазного трансформа-тора, А,

 

где UВH, UНH – номинальные линейные напряжение обмоток, кВ, SH в кВ·А.
     Фазные  токи, А, напряжения, кВ, для обмоток НН и ВН трехфазного трансформатора при соединении обмоток в "треугольник", 

;  
;
 

     "звезду", 

;  
.
 

     Активная  составляющая напряжения короткого  замыкания, %, 

 
 

где PK – потери короткого замыкания, Вт;
     SH – номинальная полная мощность трансформатора, кВ·А.
     Реактивная  составляющая напряжения короткого  замыкания при заданном uk, %, 

.
 
 

Таблица 1.1 – Испытательные напряжения для силовых трансформаторов 

Класс напряжения, кВ 10 10,5
Наибольшее  рабочее напряжение, кВ 12,0 12,0
Испытательное напряжение частотой 50 Гц Uисп, кВ 35,0 35,0
 
     2 Расчет основных  размеров трансформатора 

     2.1 Выбор материала и конструкции магнитной системы 

     Магнитопровод собирается из рулонной, холоднокатаной анизотропной электротехнической стали марки 3405 с толщиной 0,3 и коэффициентом заполнения стали kЗ = 0,97.
     План  шихтовки магнитопровода указан на рисунке 2.1 
 

 

Рисунок 2.1 – Схема шихтовки магнитопровода 

 

Рисунок 2.2 – Основные размеры трансформатора, мм
     Таблица 2.1 – Диаметр, число ступеней  и коэффициент заполнения стержня 

Мощность  трансформатора SH, кВ·А Ориентировочный диаметр стержня d, м с прессующей пластиной
Число ступеней kКР
2500 0,30 – 0,34 8 0,912
 
     По  таблице 2.1 определяем число ступеней и коэффициент заполнения сталью kКР.  

     Коэффициент заполнения сталью площади круга, описанного вокруг ступенчатой фигуры сечения стержня, 

.
 

     Рекомендуемая индукция в стержнях трансформатора, Тл, 

ВС = 1,65. 
 

     2.2 Выбор материала и конструкции обмотки 

     Для обмотки трансформатора используем провод марки ПБ, изолированный лентами кабельной бумаги класса нагревостойкости А (105 ?С).
     В соответствии с номинальной мощностью, напряжением и током одного стержня выбираем по таблице 2.2 тип обмотки НН и ВН.   

     Таблица 2.2 Тип и основные свойства обмоток 

Сторона НН ВН
Тип обмотки Непрерывная катушечная из провода прямоугольного сечения Цилиндрическая многослойная из провода прямоугольного сечения
Основные  достоинства Высокая электрическая  и механическая прочность, хорошее охлаждение. Хорошее заполнение окна магнитной системы, простая технология изготовления.
Основные  недостатки Необходимость перекладки половины катушек при намотке. Уменьшение  поверхности охлаждения.
Материал  обмотки медь медь
Пределы По мощности тран-ра SH, кВ·А От 160 От 630 до 8000
По  току на стержень I, А От 300 и выше От 15-18и выше
По  напряжению U, кВ До 35 От 10 до 35
По  сечению витка П, мм2 От 75 и выше От 5,04 до 400
Число параллельных проводов   2 4
     2.3 Определение размеров  главной изоляции  обмоток 
 


Рисунок 2.3 – Главная изоляция обмоток ВН и НН 

     Таблица 2.3 – Минимальное изоляционное расстояние обмоток ВН 

Мощность трансформатора SН, кВ·А Испытательное напряжение ВН Uисп, кВ ВН от ярма, мм Между ВН и НН, мм Выступ цилиндра lЦ2, мм Между ВН и ВН, мм
l02 ?ш а12 ?12 а22 ?22
2500 35 50   20 4 20 18  
 
     Таблица 2.4 – Минимальное изоляционное расстояние обмоток НН 

Мощность трансформатора SН, кВ·А Испытательное напряжение НН Uисп, кВ НН от ярма l01, мм НН от стержня, мм
?01 аЦ1 а01 lЦ1
2500 35 50 4 8 17,5 25
 
     Толщина нормальной витковой изоляции провода прямоугольного сечения марки ПБ при испытательном напряжении Uисп = 5 – 85 кВ 2? = 0,45 (0,5) мм. 
 

     2.4 Определение диаметра  стержня и высоты  обмоток 
 

     Ширина  приведенного канала рассеяния, мм, 

.

     Здесь а12 – изоляционный промежуток между обмотками ВН и НН определяются по таблице 2.3 для испытательного напряжения обмотки ВН; второе слагаемое – суммарный приведенный радиальный размер (приведенная ширина) обмоток ВН и НН, мм, 

;
 

где S / – мощность трансформатора на один стержень, кВ·А;
     k – коэффициент, принятый за 0,5 

;
 

     Коэффициент ? – отношение средней длины окружности канала между обмотками ?·d12 к высоте обмотки l (рисунок 2.2), 

;
 

     Диаметр стержня предварительно, м, 

.
 

     Здесь S / – мощность трансформатора на один стержень, кВ·А; аP – ширина приведенного канала, мм; коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному kP = 0,95; частота сети f = 50 Гц ; иPреактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %; ВCиндукция в стержне, Тл; kC коэффициент заполнения сталью площади круга.
     Ближайший нормализованный диаметр dH = 0,30 м.
     Определяем  коэффициент ?H, соответствующий выбранному диаметру dH , 

.
 

     ?H находится в допустимых пределах.
     Средний диаметр канала между обмотками  предварительно, м, 

.

     Здесь диаметр dH в м; а01 и а02 – минимальные изоляционные промежутки (рисунок 2.3) по таблицам 2.4 и 2.3 соответственно в мм; радиальный размер обмотки НН (рисунок 2.3) предварительно, мм, 

.
 

     Здесь S / в кВ·А; коэффициент k = 0,5; коэффициент k1=1,4.
     Высота  обмоток предварительно, м, 

.
 

     Активное  сечение стержня (чистое сечение  стали), м2, 

.
 
 

     3 Расчет обмоток  НН и ВН 
 

     Электродвижущая сила одного витка, В, 

     
.
 

     Средняя плотность тока в обмотках, А/мм2, 

     
. 

     Здесь коэффициент С1 = 0,746 для обмоток из алюминиевого провода; kД – коэффициент, учитывающий добавочные потери (0,89); РK – потери короткого замыкания, Вт; иВнапряжение одного, В; SH – номинальная мощность трансформатора, кВ·А; d12 в м;
     Значение  JCP=3,35 находится в пределах 2,2 – 3,5 А/мм2.
     Ориентировочное сечение витка каждой обмотки, мм2, 

 

.

                           
             3.1 Расчет обмоток НН 
 

     Число витков одной фазы обмотки НН, 

.
 

     Здесь UФ1 – номинальное фазное напряжение обмотки НН, В; f – частота напряжения сети, равная 50 Гц; BC – индукция в стержне в Тл; ПC – площадь сечения стержня в м2.
     Полученное  значение w1 округляют до ближайшего целого числа, находят напряжение (ЭДС) одного витка, В, 

.
 

     и действительную индукцию в стержне, Тл, 

.
 
 

     3.1.1 Расчет непрерывной катушечной обмотки 

     По  ориентировочному сечению витка  П1 и сортаменту провода выбираем два одинаковых параллельных провода. Размер провода b, мм, по условиям охлаждения и допустимому уровню добавочных потерь не должен превышать значения, мм, 

.
 

    где kЗ – коэффициент закрытия поверхности, примерно равный 1,0; q – предельная плотность теплового потока не более 1600 Вт/м2; k – числовой коэффициент; Jср – плотность тока в обмотке, А/мм. 
     
     

     Размеры провода, мм, 

ПБ
.
 

     Полное  сечение витка из nB1 параллельных проводов, мм2, 

,
 

где ППР – сечение одного провода, мм2;
     Реальная  плотность тока в обмотке НН, А/мм2, 

.
 

     Высота  катушки в этой обмотке, мм, 

.
 

     Число катушек на одном стержне для  обмотки с каналами между всеми  катушками ориентировочно 

.
 

     Здесь осевой размер (высота) канала hK = 5 мм; Значение nкат1 округляют до целого числа.
     Число витков в катушке 

.
 

     Высота (осевой размер) l1, м, обмотки: с каналами между всеми катушками 

 
 

     Здесь b/ – размер провода в изоляции, мм; коэффициент, учитывающий усадку обмотки после сушки и опрессовки k = 0,95.
     Высота  l1 обмотки НН не отличается более чем на 5% от предварительно рассчитанной величины l.
     Радиальный  размер обмотки, мм, 

.
 

     Здесь а/ – размер провода в изоляции, мм; wкат1 – число витков катушки, дополненное до ближайшего целого числа; nв1 – число параллельных проводов в витке.
     Внутренний  диаметр обмотки, м, 

,
 

где dН – нормализованный диаметр стержня в м;
     а01 – ширина канала между обмоткой и стержнем в мм.
     Наружный  диаметр обмотки, м, 

.
 

     Плотность теплового потока q, Вт/м2, обмотки, 

.
 

     Здесь коэффициент k1 = 10,7; J1 – плотность тока в обмотке НН в А/мм2;  
IФ1 – фазный ток обмотки ВН в А; wкат1 – число витков в основных катушках;  
kД – коэффициент, учитывающий добавочные потери (kД = 1,05); kЗ – коэффициент, учитывающий закрытие охлаждаемой поверхности обмотки изоляционными деталями (kЗ =0,75); b/ – размер провода в изоляции в мм; а1 – радиальный размер обмотки в мм.

     Полученное  значение q не превышает 1100 Вт/м2. 
 

 

      3.2 Расчет  обмоток ВН 
 
 

   Обмотка цилиндрическая многослойная из провода прямоугольного сечения.

Рисунок 3.1 – Схема регулировочных ответвлений в обмотке ВН при регулировании напряжения без возбуждения 

     Число витков обмотки ВН при  

     
.
 

     Число витков на одной ступени регулирования 

     
.
 

     Плотность тока в обмотке ВН, , 

.
 

     Сечение витка обмотки ВН, мм2, 

.

 

         3.2.1 Расчет многослойной цилиндрической обмотки ВН 

     Суммарный радиальный размер проводов обмотки, необходимый для
       получения полного сечения всех  витков обмотки ВН, мм, 

;
 

     Здесь П2 – сечение витка в мм2; число витков w2Н и wР ; kОС = 0,96 –
     коэффициент, учитывающий изоляцию проводов в осевом направлении
обмотки; высота обмотки ВН, м, l2 = (l1 – 0,01)=0,62, где l1- высота обмотки НН в м.
     Предельно допустимый радиальный размер обмотки  по условиям
     охлаждения, мм, 

.
 

     Здесь kЗ коэффициент закрытия поверхности, равный 0,8;
     q – предельная плотность теплового потока не более 1400 Вт/м2;
     коэффициент k = 10,7 для медного провода; J2плотность тока в
     обмотке.
        
         Размеры провода, мм,
ПБ
;
 

         Полное сечение витка из nB2 параллельных проводов, мм2, 

;

 
          Здесь количество параллельных  проводов n
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.