Курсовая с практикой на тему Проект трёхфазного двухобмоточного понижающего трансформатора для питания сельских потребителей

Содержание:

Введение 3
1. Конструктивные особенности и определение основных размеров активной части трансформатора 4
1.1. Расчёт основных электрических величин 4
1.2. Выбор материала и конструкции магнитной среды 5
1.3. Выбор материала и конструкции обмоток 5
1.4. Определение размеров главной изоляции обмоток 6
1.5. Определение диаметра стержня и высоту обмоток 6
2. Расчёт обмоток НН и ВН 8
2.1. Общие сведения 8
2.2. Расчёт обмоток НН 8
2.2.1. Общие вычисления для любого типа обмоток 8
2.2.2. Расчёт двухслойной цилиндрической обмотки из провода прямоугольного сечения 9
2.3. Расчёт обмотки ВН 10
2.3.1. Общие вычисления для любого вида обмоток 10
2.3.2. Расчёт многослойной цилиндрической обмотки из провода круглого сечения 11
3. Расчёт параметров короткого замыкания 12
3.1. Определение потерь короткого замыкания 12
3.2. Расчёт напряжения короткого замыкания 14
3.3. Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток при коротком замыкании 15
4. Расчёт магнитной системы трансформатора 17
4.1. Определение размеров и массы магнитной системы 17
4.2. Определение потерь холостого хода трансформатора 18
4.3. Определение тока холостого хода трансформатора 18
5. Тепловой расчёт трансформатора 20
5.1. Тепловой расчёт обмоток 20
5.2. Тепловой расчёт бака трансформатора 21
5.2.1. Гладкий бак 22
5.3. Расчёт превышений температуры обмоток и масла 23
Список использованных источников 24

Введение:

Введение
Основная часть электроэнергии переменного тока вырабатывается на размещённых вблизи источников энергоресурсов электростанциях. Выходное напряжение генераторов, вырабатывающих электроэнергию, составляет 6-35 кВ. На большие расстояния электроэнергию передают по линиям высокого напряжения 110-1150 кВ, потому что передача значительных мощностей на низких напряжениях 0,22–0,40 кВ практически невозможна, поскольку велики токи, а также сечения проводов линий электропередачи и потери мощности в них.
Чтобы повысить напряжения генераторов до напряжения линий и снизить напряжения линий до напряжения потребителей применяют силовые трансформаторы, без которых эффективная передача энергии невозможна. Как правило, в сети происходит 5–7 трансформаций напряжения, и общее число трансформаторов намного превосходит число генераторов. Для гибкого управления потоками энергии число и суммарная мощность трансформаторов каждой ступени с меньшим напряжением больше, чем предыдущей ступени с большим напряжением, поэтому суммарная мощность силовых трансформаторов в 8–10 раз больше мощности генераторов, которые установлены на электростанциях.
К силовым трансформаторам предъявляют достаточно жёсткие технико-экономические требования из-за их особой роли в процессе передачи энергии. В связи с этим при проектировании трансформаторов должны применяться новые инженерные решения, позволяющие уменьшить размеры, массу и стоимость изделия. Потерями холостого хода и короткого замыкания определяется экономичность трансформаторов в эксплуатации. Заданные потери мощности можно получить при рациональном соотношении основных размеров трансформатора; грамотном подборе современных магнитных, проводниковых, изоляционных материалов и их удельных нагрузок.
В большей степени надёжность трансформатора определяется работой вспомогательного оборудования – устройств охлаждения, регулированием напряжения, сигнализации и защиты.
Крупные специализированные научные, конструкторские и технологические подразделения трансформаторных заводов решают сложную и трудоёмкую задачу проектирования трансформаторов, используя средства современной вычислительной техники, методы математического и физического моделирования.
 

Фрагмент текста работы:

Конструктивные особенности и определение основных размеров активной части трансформатора
Расчёт основных электрических величин
Мощность одного стержня (фазы) трансформатора, кВА:
S^'=S_Ф=S_Н/m=40/3=13,33;
где S_Н – номинальная полная мощность, кВА;
т – число фаз трансформатора.
Номинальные линейные токи обмоток ВН и НН трансформатора, А:
I_(Л ВН)=S_Н/(√3∙U_ВН )=40/(√3∙35)=0,66;
I_(Л НН)=S_Н/(√3∙U_НН )=40/(√3∙0,23)=100,41;
где U_ВН, U_НН – номинальные линейные напряжения обмоток, кВ.
Фазные токи, А, и напряжения, кВ, обмоток ВН и НН трансформатора:
– соединение обмотки в «звезду» (обмотка ВН):
I_(Ф ВН)=I_(Л ВН)=0,66;
U_(Ф ВН)=U_(Л ВН)/√3=35/√3=20,21.
– соединение обмотки в «треугольник» (обмотка НН):
I_(Ф НН)=I_(Л НН)/√3=100,41/√3=57,97;
U_(Ф НН)=U_(Л ВН)=0,23.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %:
u_а=(P_K∙〖10〗^3)/(10∙S_Н )=(0,9∙〖10〗^3)/(10∙40)=2,25;
где P_K – потери короткого замыкания, Вт.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %, определяется по заданному u_к и его активной составляющей:
u_р=√(u_к^2-u_а^2 )=√(〖4,5〗^2-〖2,25〗^2 )=3,90.
Определим наибольшие рабочие напряжения и испытательные напряжения с частотой f=50 Гц.

Таблица 1.1.1 – Испытательные напряжения для силовых трансформаторов
Класс напряжения, кВ до 1 35
Наибольшее рабочее напряжение, кВ 1,2 40,5
Испытательное напряжение частотой 50 Гц Uисп, кВ 5,0 85,0