Чертеж трансформера ТМ-250

Содержание

1. Введение

2. Задание на курсовую работу

3. План расчёта

4. Подготовка данных обмера магнитопровода

5. Выбор схемы соединения обмоток

6. Номинальная мощность и номинальные токи в обмотках

7. Определение рациональных величин магнитной индукции в магнитной цепи трансформатора

8. Определение числа витков в обмотках

9. Выбор главной изоляции трансформатора

10. Выбор типа обмоток трансформатора

11. Конструирование обмоток трансформатора

12.Расчёт потерь в обмотках трансформатора

13.Расчёт напряжения короткого замыкания трансформатора

14.Тепловой расчёт трансформатора

Литература

3 План расчета

3.1 Сделать подготовку данных обмера магнитопровода для дальнейших расчетов.

3.2. Выбрать схему соединения обмоток.

3.3 Рассчитать номинальную мощность трансформатора и номинальные токи в его обмотках.

3.4 Выполнить проверочный расчет магнитопровода трансформатора (определить рациональную магнитную индукцию), для чего:

3.4.1 Рассчитать потери в магнитопроводе (потери холостого хода) и сравнить их с допустимыми по ГОСТ для данного трансформатора .

3.4.2 Рассчитать ток холостого хода и сравнить его с допустимым по ГОСТ и дать заключение о выбранной магнитной нагрузке.

3.5 Определить число витков в обмотках ВН и НН трансформатора, проверить правильность расчета по всем ступеням трансформации.

3.6 Выбрать главную изоляцию трансформатора.

3.7 Выбрать типы обмоток ВН и НН трансформатора.

3.8 Рассчитать и сконструировать обмотки ВН и НН трансформатора:

выбрать марки обмоточных проводов, рассчитать и выбрать их стандартные сечения, выбрать изоляционные материалы, определить размеры обмоток, проверить их размещение в окнах магнитопровода (в радиальном и аксиальном направлениях), вычертить эскизы одного витка обмотки НН и размещения обмоток на магнитопроводе.

3.9 Выполнить расчет потерь в обмотках трансформатора (потерь короткого замыкания) и сравнить их с допустимыми по ГОСТ, сделать заключение.

3.10 Рассчитать величину напряжения короткого замыкания трансформатора, сравнить с допустимой по ГОСТ и дать заключение.

3.11 Выполнить тепловой расчет трансформатора определить удельную теплоотдачу обмоток и дать заключение.

5 Выбор схемы соединения обмоток

Основные достоинства и недостатки схем соединения обмоток приведенных трансформаторов.

Схема У/Д11 Достоинства: относительно малый расход электротехнических материалов при изготовлении, простота технологии изготовления, следовательно, экономичность; сравнительно небольшое искажение системы фазных напряжений при неравномерной нагрузке фаз; повышенная надежность работы электрической сети.

Недостатки: распределение и потребление электрической энергии выполняется на пониженном (фазном) напряжении, что вызывает повышенный расход проводов в линиях, повышенные потери электроэнергии в них, т.к. понижение напряжения до фазного вызывает повышение тока до линейного

(S=З U I=Const); укороченный радиус низковольтных линий; невозможность работы таких трансформаторов параллельно или в кольце с получившими до-минирующее применение в электросетях трансформаторами У/Ун0, т.к. имеют 11 группу соединения обмоток.

Схема У/Ун0 Достоинства: минимальный расход электротехнических материалов на изготовление, простота технологии изготовления, следовательно, минимальная стоимость трансформатора; распределение электрической энергии повышенным (линейным) напряжением, потребление при пониженном (фазном) напряжении; относительно повышенный радиус низковольтных линий и пониженные в них потери электроэнергии; наименьшие по сравнению с другими потери короткого замыкания в трансформаторе; простота эксплуатации.

Недостатки: резкое искажение системы фазных напряжений при неравномерной нагрузке фаз.

Схема Y/Zн11 Достоинства: практическое отсутствие искажения си-стемы фазных напряжений при неравномерной нагрузке фаз; распределение электрической энергии повышенным (линейным) напряжением, потребление при пониженном (фазном) напряжении; относительно повышенный радиус низковольтных линий и пониженные в них потери электроэнергии.

Недостатки: повышенный расход электротехнических материалов, относительно сложная технология производства трансформатора, следовательно, повышенная его стоимость; бόльшие потери короткого замыкания, чем при схеме У/Ун; невозможность работы таких трансформаторов параллельно или в кольце с получившими доминирующее применение в электросетях трансформаторами У/Ун-0, т.к. имеют 11 группу соединения обмоток.

Схема Д/Ун0 Достоинства: уменьшенное искажение системы фазных напряжений при неравномерной нагрузке фаз по сравнению с трансформаторами У/Ун; распределение электрической энергии повышенным (линейным) напряжением, потребление при пониженном (фазном) напряжении; относительно повышенный радиус низковольтных линий и пониженные в них потери электроэнергии.

Недостатки: повышенный расход электротехнических материалов, относительно сложная технология производства трансформатора, следовательно, повышенная его стоимость; бόльшие потери короткого замыкания, чем при схеме У/Ун; невозможность работы таких трансформаторов параллельно или в кольце с получившими доминирующее применение в электросетях трансформаторами У/Ун-0, т.к. имеют 11 группу соединения обмоток.

Достоинства и недостатки схем соединения обмоток позволяют сделать выводы, что при равномерной нагрузке фаз целесообразной схемой соединения является самая экономичная У/Ун, т.к. в этом случае ток нулевой последовательности I0 равен нулю, следовательно, и U0=I0Z0 также будет равно нулю, значит, искажения системы фазных напряжений не будет. При неравномерной нагрузке фаз I0 не равно нулю, тогда и U0≠0, а следовательно, для того, чтобы U0=0 требуется, чтобы было равно Z0 нулю или как можно меньше, т.е. необходима либо схема, способная компенсировать потоки нулевой последовательности (Y/Zн, Д/Ун, У/Д), либо какое-нибудь симметрирующее устройство к трансформатору У/Ун, например [1].

Из приведенных выше основных достоинств и недостатков схем соединении обмоток, для дальнейшего расчета мы принимаем схему соединения обмоток Y/Yн.

9 Выбор главной изоляции трансформатора

Главной изоляцией масляных трансформаторов является трансформаторное масло, сухих – воздух. Поэтому для получения требуемой электрической прочности делаются изоляционные расстояния, которые заполняются главной изоляцией. Главная изоляция выполняется между обмотками и магнитопроводом, между обмотками разных напряжений на одном стержне, между обмотка-ми на соседних стержнях.

Минимальные изоляционные расстояния зависят: от рода изоляции (масло или воздух), от класса напряжения обмоток, от мощности трансформатора.

Вместе с главной изоляцией в трансформаторе имеется продольная изоляция обмоток, под ней понимается изоляция между витками обмоточных проводов, слоями витков и между катушками в катушечных обмотках. Выбор этой изоляции определяется электрической прочностью при частоте 50 Гц и берется по таблицам. При этом изоляция между витками обычно обеспечивается собственной изоляцией обмоточного провода.

Принимаем из таблиц 8[1] и 9[1] следующие данные: l02=75 мм; a12=27 мм;

δ12 =5мм; lц2=50мм; a22=20 мм; δ01=1мм; а01=4мм; l01=15мм.

10 Выбор типа обмоток трансформатора

Выбор типа обмоток зависит от мощности трансформатора, класса напряжения, достоинств и недостатков типа обмоток и их экономичности.

Практикой для трансформаторов мощностью от 25 до 630 кВА и напряжением до 35 кВ включительно рекомендуются:

• для обмоток НН цилиндрические одно- и двухслойные из прямоугольного провода (при больших Iн(вн) целесообразна и для обмоток ВН).

Достоинства: простая технология изготовления, хорошее охлаждение, дешевы.

Недостатки: малая механическая прочность.

• для малых обмоток ВН цилиндрические многослойные из круглого провода (при малых Iн(нн) целесообразна и для обмоток НН).

Достоинства: простая технология изготовления, дешевы.

Недостатки: ухудшенная теплоотдача и уменьшение механической прочности с ростом мощности.

Transf1.frw