Расчет силового трёхфазного масляного двухобмоточного трансформатора с плоской магнитной системой

Федеральное агентство по образованию ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ.

(ДВПИ имени В.В.Куйбышева) РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ По теме:

«Растет силового трёхфазного масляного двухобмоточного трансформатора с плоской магнитной системой».

Выполнил студент Э-6041 группы____________Бахлуев В.А.

подпись, дата.

Руководитель ___________ Чернышова А.С.

подпись, дата Владивосток 2011.

1.Технические условия на проектирование В данной курсовой работе рассматривается расчет трехфазного масляного трансформатора мощностью 3400 кВА, класса напряжения 35 кВ, с системой регулирования напряжения ПБВ, в овальном баке с прямоугольными радиаторами из 60 труб с естественной циркуляцией воздуха и масла, продолжительного режима работы, с характеристиками, соответствующими ГОСТ 11 920– — 85.

Технические данные трансформатора:

1. Тип трансформатора, ТМ.

2. Номинальная мощность трансформатора, = 1800 кВА.

3. Число фаз m=3.

4. Номинальные линейные напряжения обмоток UВН = 35 кВ, UНН = 10,5 кВ.

5. Частота питающей сети, f = 50 Гц.

6. Система регулирования ПБВ, диапазон регулирования ?=10%, пределы регулирования ± ?/2 = ±5%, число ступеней ±п = ±2.

7. Схема и группа соединения обмоток — 11.

8. Система охлаждения М, масляный трансформатор с естественной циркуляцией воздуха и масла.

9. Номинальный режим нагрузки трансформатора — продолжительный.

Кроме того, должны быть соответствующими ГОСТ 11 920;85 характеристики трансформатора:

— номинальное напряжение короткого замыкания = 6,5%;

— номинальные потери мощности короткого замыкания = 18,024 кВт;

— номинальные потери мощности холостого хода = 3,987 кВт;

— номинальный ток холостого хода i0Н = 1,262%.

При выполнении курсовой работы необходимо рассчитать трансформатор с нестандартной номинальной мощностью, а в ГОСТе 11 920;85 нет данных, соответствующих нестандартной номинальной мощности = 3400 кВ· А. В этом случае номинальные значения параметров холостого хода и короткого замыкания = 16,5 кВт, = 3,65 кВт, iоС = 1,3%, = 6,5%, определённые по табл. 1.3 для ближайшей стандартной номинальной мощности = 1600 кВА, рекомендуется пересчитать на заданную номинальную мощность = 1800 кВА, пользуясь «законом роста» для геометрически подобных трансформаторов при соблюдении постоянства индукции в магнитопроводе и плотности тока в обмотках:

номинальные потери холостого хода.

;

номинальные потери короткого замыкания.

;

номинальный ток холостого хода.

.

Напряжение короткого замыкания uK практически не зависит от номинальной мощности трансформатора. Следует принять.

uKН = uKС = 7,5%,.

Согласно ГОСТ 11 677–85 к трансформаторам предъявляются требования в отношении теплового режима: средний перегрев любой из обмоток над окружающим воздухом не должен превышать 65 °C; наибольший перегрев масла (в верхних слоях) над воздухом — 55 °C.

К дополнительным условиям на проектирование силового трёхфазного трехстержневого трансформатора относятся использование для него плоской шихтованной магнитной системы (рис. 1.1), с косыми стыками из электротехнической холоднокатаной анизотропной тонколистовой (толщина 0,35 мм) рулонной стали марки 3404 с отжигом, с потерями в стали уровня Б (табл. 1.3); выполнение обмоток из медного провода.

При выполнении курсовой работы целесообразно сначала провести предварительный расчет трансформатора, определив диаметр стержня магнитопровода, высоту обмоток и плотность тока в них.

Рис. 1.1. Плоская шихтованная магнитная система трехфазного двухобмоточного трансформатора с обмотками.

1 — ярмо, 2 — стержень, 3 — сечение стержня.

2. Предварительный расчет трансформатора.

2. Предварительный расчет трансформатора для определения диаметра стержня магнитопровода, высоты обмоток и плотности тока в них.

2.1 Диаметр стержня магнитопровода (предварительно).

.

где SH1 — номинальная мощность трансформатора на стержень (на фазу) с=3 — число активных (несущих обмотки) стержней.

Выбираем из табл.1.5 нормализованное значение диаметра стержня магнитопровода, входящее в диапазон значений, полученных в предварительном расчете D0.

D0 =0,32 м.

Таблица 2.1.

Нормализованный диаметр стержня, площадь поперечного сечения стержня и ярма, объем угла, высота ярма плоской шихтованной магнитной системы с прессующей пластиной.

Таблица 2.2.

Размеры пакетов ступенчатой фигуры поперечного сечения стержня для D0 = 0,32 м.

2.2 ЭДС на виток.

.

где SСТ — площадь поперечного сечения стержня (ступенчатой фигуры), определяемая по табл. 1.5, SСТ = 733 мм²;

KЗ — коэффициент заполнения сечения стержня сталью. Магнитопроводы трехфазных трансформаторов с номинальной мощностью 1000 80 000 кВА изготавливаются из электротехнической холоднокатаной анизотропной рулонной стали марки 3404 с толщиной листа 0,35 мм и нагревостойким электроизоляционным покрытием. Согласно ГОСТ 21 427.1 83 для этой стали коэффициент заполнения KЗ =0,97;

Вm — расчетная индукция в стержне. В целях уменьшения количества стали магнитной системы, массы металла обмоток и стоимости активной части трансформатора выбираем возможно большее значение расчетной индукции из интервала Вm = (1,60−1,65) Тл, Вm = 1,65 Тл.

2.3 Число витков на одну фазу в обмотке НН.

где UННФ — номинальное фазное напряжение обмотки НН (UННФ =UНН*1000 =10.5*1000 =10 500 В, т.к. фазы соединены в треугольник). Принимаем число витков на одну фазу в обмотке НН WНН=403.

2.4 Окончательные значения величин:

ЭДС на виток.

расчетная индукция в стержне Полученное значение Вm близко к ранее принятому и находится в рекомендованных пределах (см. п. 2.2).

2.5.Номинальные фазные токи в обмотках ВН и НН:

где UВН и UНН — номинальные линейные напряжения обмоток ВН и НН.

2.6 Приближенное значение плотности тока в обмотках В трансформаторах с ПБВ (рис. 2.1, а).

где — вспомогательные величины:

.

где kr — коэффициент увеличения омических потерь в обмотках,.

? — удельная проводимость медного провода обмоток при 75? С,.

?=47*106 См/м (см. табл. 2.9);

?1, ?12 — изоляционные промежутки трансформатора (рис. 2.2) ,.

?1=20 мм, ?12=27 мм — (см. табл. 1.7).

2.7 Площади поперечного сечения витков обмоток (предварительно) Так как площадь сечения витков обмотки SВВН и SВНН меньше 40 — 50 мм², то принимаем количество параллельных проводов равным 1, nв = 1. Тогда сечение провода SПРВН = SВВН = 14,332 мм², SПРНН = SВНН = 27,583 мм².

2.8 Величина, обратно пропорциональная коэффициенту заполнения обмотки проводниковым материалом:

для обмотки ВН для обмотки НН где? а и? b — средний осевой и радиальный изоляционные промежутки между соседними проводами обмотки (рис. 2.3, 2.4, табл.1.8 [1]). Обмотки трансформаторов классов напряжений до 35 кВ включительно наматываются проводом марки ПБ с толщиной витковой изоляции на две стороны t=0,55 мм, с одинаковыми масляными каналами между сдвоенными катушками шириной bМ=4 мм. Для непрерывных катушечных обмоток со сдвоенными катушками (рис. 2.4, 2.5).

?a = t + 0,5*(bM + bП) = 0,55 + 0,5*(4 + 1) = 3,05 мм,.

?b = t = 0,55 мм, где bП — толщина прокладок (шайб), чередующихся с масляными каналами, bП = 1 мм.

Рис. 2.3. Прямоугольный обмоточный привод при положении плашмя.

Рис. 2.4. Обмоточный провод и изоляция сдвоенных катушек.

2.9 Высота обмоток (предварительно).

где F — вспомогательная величина.

где КУ — коэффициент увеличения радиального размера обмотки, вызванного наличием регулировочной зоны в обмотке, дополнительной изоляцией некоторых катушек и т. д. Для трансформаторов с ПБВ, КУ = 1.1.

2.10 Уточненное значение плотности тока в обмотках.

Полученное значение плотности тока входит в рекомендуемый предел (2,2 — 3,5) А/мм2.

2.11 Результаты предварительного расчета.

Рис. 2.6 Элементы конструкции трансформатора 35 кВ с ПБВ.

а) — поперечный разрез трансформатора:

1 — изоляционный цилиндр, 2 — рейка, 3 — прессующее кольцо, 4 — щиток, закрывающий кольцо, 5 — ярмовая изоляция, 6 — опорное кольцо, 7 — набор прокладок, 8 — щиток, закрывающий ярмо. 9 — междуфазный барьер, 10 — изоляционный цилиндр, 11 — рейка.

б) витковая изоляция обмотки НН.

в) витковая изоляция обмотки ВН.

Рис. 2.7. Элементы крепления винтовых и непрерывных обмоток на стержне.

1-изоляционный цилиндр, 2-рейка, 3-прокладка, 4-провод обмотки.

а) — часть обмотки;

б)-катушка непрерывной обмотки с дробным числом витков;

в) — рейка, прокладка и изоляционный цилиндр;

г) — прокладка.

3. Расчет обмоток высшего напряжения (ВН) Для силовых трансформаторов рассматриваемых классов напряжения в качестве обмотки применяется непрерывная катушечная обмотка, причем при номинальных мощностях трансформаторов до 4000 кВА включительно одинарные катушки заменяют сдвоенными, в которых масляные каналы через один чередуются с шайбами из электрокартона толщиной 1 мм (рис. 2.5).

Непрерывная катушечная обмотка состоит из горизонтальных катушек, намотанных прямоугольным проводом, положенным плашмя. Катушка непрерывной обмотки имеет несколько витков, расположенных в радиальном направлении рядом друг с другом. Виток катушки состоит из nв параллельных проводов. Катушки наматываются на изоляционных рейках, на которых закрепляются изоляционные прокладки (рис. 2.7), создающие масляные каналы между катушками.

Расчет обмотки ВН заключается в определении числа витков, размеров провода и числа параллельных проводов, выборе числа катушек и распределении витков между катушками, нахождении осевого и радиального размеров обмотки.

3.1 Число витков в основной ступени напряжения обмотки ВН.

Полученное значение числа витков WВН округляем до ближайшего четного целого числа, WВН=776.

Для окончательного значения числа витков WВН уточняем значение фазного напряжения обмотки ВН которое не должно отличаться больше чем на 0,25% от заданного номинального фазного напряжения обмотки ВН:

3.2 Число витков в регулировочной ступени где = 10% и n = 2, см. задание на КР.

Полученное значение WРС округляем до ближайшего целого числа, принимаем WРС = 19.

3.3 Для полученных чисел витков Wвн и Wрс проверку соответствия коэффициентов трансформации отношению заданных напряжений можно заменить проверкой напряжений на основной и крайних ступенях регулирования обмотки ВН. Проверку проведем в табличной форме (табл. 3.1).

Таблица 3.1.

Проверка фазных напряжений на основной и крайних ступенях регулирования.

Разности напряжений в процентах не превышают значений, установленных ГОСТом 11 677 — 85 (± 0.5%) (табл. 1.4, строка 1).

3.4 Уточненное поперечное сечение витка обмотки ВН Так как площадь сечения витка получилась меньше чем 40 — 50 мм², то берем число параллельных проводов nВ = 1. Тогда уточненное сечение провода.

SПРВН = SВВН = 16,98 мм².

3.5 Осевой размер голого провода для обмоток класса 35 кВ (предварительно) где k отношение осевого (а0) и радиального (b0) размеров провода. Если отношение осевого (а) и радиального (b) изоляционных промежутков аb = 3,05/0,55 = 5,545, то есть 2<�аb <6, принимаем k = аb =5,545.

По предварительным размерам а0 и SПРВН выбираем провод с ближайшими стандартными размерами, записываем его размеры в виде дроби и определяем значения k и плотности тока (окончательно): а0=10 мм, =1,7 мм,.

k= а0 / b0=10/1,7=5,88,.

где SПРВН — стандартное значение площади провода, SПРВН = 16,64 мм²;

а и b — осевой и радиальный размеры изолированного провода:

3.6 Число катушек nk определяют из уравнения.

.

где nY, bY — число и высота усиленных каналов, определяемых конструкцией продольной изоляции. nY1 = 6, bY1 = 6 мм, nY2 = 8, bY2 = 4 мм, nY3 = 1, bY3 = 10 мм, Полученное значение nK округляем до большего целого четного числа, кратного четырем, в трансформаторах с ПБВ, принимаем nK = 48.

3.7 Среднее число витков в катушке обмотки ВН.

3.8 Число витков регулировочных катушек и число этих катушек Так как число витков WCP меньше числа витков регулировочной ступени WPC, то регулировочная ступень выполняется из двух катушек. Число витков регулировочной катушки в этом случае WPK= WPC/2 = 19/2 = 9,5, тогда всего регулировочных катушек nPK= 4*n = 4*2 = 8, с числом витков:

.

3.9 Число витков в нормальной (не регулировочной) катушке где nN — число нормальных катушек, nN = nK — nPK = 48−8 = 40.

Так как число WN дробное, то выполняем два типа нормальных катушек: N1 нормальных катушек имеет = 18 витков в катушке, а N2 нормальных катушек = 19 витков. N1 и N2 определяются из уравнения:

Окончательное распределение витков по катушкам проверяется заполнением табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Распределение витков по катушкам в непрерывной катушечной обмотке с ПБВ.

3.10 Радиальный размер нормальной катушки обмотки ВН трансформатора с ПБВ Так как WN — дробное, то равно целой части числа WN, увеличенной на единицу.

3.11 Высота регулировочной зоны где, bМ — высота разрыва в середине регулировочной зоны и ширина масляного канала в регулировочной зоне.

Определение окончательного значения высоты обмотки ВН и высоты окна проводится в табличной форме (см. табл.3.3).

Таблица 3.3.

Высота окна и обмотки ВН трансформатора с ПБВ.

В табл. 3.3:

— изоляционный промежуток от обмотки ВН до прессующего кольца или нижнего ярма;

— толщина прессующего кольца;

— зазор между прессующим кольцом и верхним ярмом,.

(см. табл.1.7 и рис. 2.6).

4. Расчет обмотки низшего напряжения (НН) В качестве обмотки НН трансформатора принимаем непрерывную катушечную обмотку со сдвоенными катушками.

Для трансформаторов с системой регулирования ПБВ в обмотке ВН имеется регулировочная зона. В этом случае в обмотке НН любого типа напротив регулировочной зоны обмотки ВН обязательно предусматривается «разгон витков» (см. лист 3). Он состоит в том, что на высоте, равной регулировочной зоне, увеличивают ширину масляных каналов и уменьшают число витков.

Расчет непрерывной катушечной обмотки НН заключается в определении размеров провода и числа параллельных проводов, выборе числа катушек и распределении витков между катушками, нахождении радиального размера обмотки и проверке высоты обмотки и окна.

4.1 Сечение витков обмотки (предварительно).

4.2 Предварительное значение поперечного сечения провода.

.

где SПРНН — предварительное значение поперечного сечения провода.

Так как площадь сечения витка получилась меньше чем 40 — 50 мм², то берем число параллельных проводов nВ = 1.

4.3 Осевой размер голого прямоугольного провода (предварительно) По предварительным размерам а0 и Sпрнн выбираем провод с ближайшими стандартными размерами, записываем его размеры в виде дроби и определяем значения k и плотности тока (окончательно): а0=14 мм, =2,36 мм,.

k= а0 / b0=14/2,36=5,93,.

трансформатор обмотка короткий замыкание где — стандартное значение площади провода, SПРНН = 32,49 мм²;

а и b осевой и радиальный размеры изолированного провода:

4.4 Число витков в зоне разгона (предварительно).

4.5 Число витков нормальных катушек (предварительно).

4.6 Высота нормальных катушек где h — высота обмотки, взятая из табл.3.3;

hРЗвысота регулировочной зоны обмотки ВН, равная высоте зоны разгона витков, (см. п. 3.11).

4.7 Число нормальных катушек nN определяют из уравнения.

.

Полученное значение округляем до целого значения кратного четырем в трансформаторах с ПБВ. Принимаем nN = 32.

4.8 Число витков в нормальной катушке (предварительно).

4.9 Число катушек в зоне разгона Полученное значение округляем до четного числа, принимаем nРАЗ = 4.

4.10 Число витков катушки в зоне разгона Полученное значение округляем до целого числа, принимаем WКРАЗ = 10.

4.11 Уточненное число витков в зоне разгона.

4.12 Уточненное число витков в нормальных катушках.

4.13 Число витков нормальной катушки Так как число витков WKN дробное выполняем два типа нормальных катушек: N1 нормальных катушек имеет = 11 витков в катушке, а N2 нормальных катушек = 12 витков. Определим N1 и N2 из уравнения:

Окончательное распределение витков по катушкам проверяется заполнением таблицы 4.1.

Таблица 4.1.

Распределение витков по катушкам в непрерывной катушечной обмотке с ПБВ.

4.14 Ширина канала в зоне разгона.

Округляем полученное значение до целого числа, принимаем bМРАЗ = 21 мм.

4.15 Радиальный размер нормальной катушки обмотки НН.

4.16 Среднее число витков катушки.

4.17 Определение окончательного значения высоты обмотки НН и высоты окна производим в табличной форме (табл. 4.2).

Таблица 4.2.

Высота окна и обмотки НН трансформатора с ПБВ.

5. Масса и активное сопротивление обмоток.

5.1 Масса проводников обмотки ВН на один стержень где удельный вес медного провода обмотки ,=8.89*103, (см. табл. 2.9);

Sввн — сечение витка (м2) обмотки ВН;

Dсрвн средний диаметр (м).

5.2 Сопротивление обмотки ВН при температуре 20 С.

где удельное сопротивление меди провода обмотки при температуре 20 С, =0,0175*10−6Ом*м (см. табл. 2.9).

5.3 Масса провода обмотки НН на один стержень где удельный вес провода обмотки ,=8,89*103;

Sвнн сечение витка (м2) обмотки НН;

Dсрнн, средний диаметр (м).

5.4 Сопротивление обмотки НН при температуре 20 С.

6. Определение размеров и веса магнитопровода.

6.1 Расстояние между осями обмоток или стержней (рис. 6.1, б) где Dнар внешний диаметр наружной обмотки, м. В двухобмоточных трансформаторах с ПБВ где мф изоляционное расстояние между фазами, мф=30мм (см. рис. 2.2 и табл.1.7).

6.2 Длина магнитопровода (рис. 6.1, б).

6.3 Вес угла (см. рис. 6.1, а) где Vу объем угла (табл. 2.1);

с плотность электротехнической холоднокатаной стали, кг/см3.

6.4 Вес стержней где nСТ число стержней, в трехфазных трансформаторах nСТ = 3.

6.5 Вес ярем где SЯ поперечное сечение ярма, табл. 2.1.

6.6 Полный вес магнитопровода Рис. 6.1. К расчету размеров и веса магнитопровода.

1 — стержень, 2 — ярма, 3 — углы а) — участки магнитной системы б) — расстояния между осями обмоток.

7. Напряжение короткого замыкания Напряжением короткого замыкания двухобмоточного трансформатора называется напряжение, которое при номинальной частоте следует подвести к выводам первичной обмотки при замкнутой накоротко вторичной, чтобы в них установились номинальные токи. Напряжение короткого замыкания приводится к нормированной расчетной температуре (обычно это 75 С), выражается в процентах номинального напряжения обмотки и обозначается uК. Напряжение uК можно вычислять и в относительных единицах. Сопротивление короткого замыкания ZК (параметр схемы замещения), выраженное в процентах или относительных единицах равно напряжению короткого замыкания uК, выраженному в тех же единицах. От значения напряжения uК зависят условия параллельной работы, изменение напряжения под нагрузкой, значение тока короткого замыкания, электродинамические силы, действующие в обмотках при коротких замыканиях. Значение напряжения короткого замыкания нормируется соответствующими стандартами. Так, для двухобмоточных трансформаторов класса напряжения 35 кВ с ПБВ напряжение uК должно соответствовать ГОСТ 11 677 85. Если в результате расчета значение напряжения uК для проектируемого трансформатора выходит за указанные пределы, необходимо перепроектировать обмотки ВН и НН.

7.1 Индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания uКХ в процентах.

где Sн1 номинальная мощность трансформатора на один стержень, ВА;

h средняя высота обмотки, м (табл.3.3 и 4.2);

сумма произведений диаметров обмоток на изоляционные расстояния между ними где D12 — средний диаметр канала рассеяния.

коэффициент Роговского для продольного поля рассеяния, учитывающий отклонения реального поля рассеяния от идеального параллельного поля,.

где u, приведенная высота обмоток и односторонняя ширина обмоток фазы:

Для u 1.5 коэффициент Роговского можно определить по формуле.

Значение коэффициента входит в пределы 0.93 0.97.

7.2 Активная составляющая напряжения короткого замыкания где PKN, SH потери короткого замыкания в кВт (приведены в технических условиях на проектирование), номинальная мощность в кВА (см. задание).

7.3 Напряжение короткого замыкания Отклонение uК от стандартного значения uКН в процентах где стандартное значение напряжения короткого замыкания, (см. технические условия на проектирование). ЗначениеuК не выходит за пределы допустимых значений ±10% (табл. 1.4 [1]).

8. Определение потерь мощности короткого замыкания Потери короткого замыкания PК состоят из:

— основных потерь в обмотках PОС;

— потерь от вихревых токов PВХ;

— потерь в обмотках от циркулирующих токов PЦ;

— потерь в баке и ферромагнитных элементах конструкции РБ.

Потери от вихревых токов, наведенных полем рассеяния в обмотках, зависят от частоты тока f, радиального размера b0 проводников обмотки и их расположения по отношению к полю рассеяния трансформатора.

Потери в обмотках от циркулирующих токов возникают при числе параллельных проводов nв обмотки большем единицы. Эти потери снижают, выполняя транспозицию параллельных проводов обмотки, поэтому потери в обмотках от циркулирующих токов зависят от типа транспозиции. В рассчитываемом трансформаторе число параллельных проводов nв=1, поэтому потери от циркулирующих токов PЦ = 0.

Потери мощности РБ обусловлены полями рассеяния обмоток и отводов трансформатора, замыкающимися по ферромагнитным деталям конструкции трансформатора — стенкам бака, прессующим балкам ярем, прессующим кольцам обмоток и т. д. Эти потери возникают в ферромагнитных деталях от явлений гистерезиса и вихревых токов.

8.1 Основные потери в медных обмотках для обмотки ВН где — масса провода трех фаз обмотки ВН.

для обмотки НН где — масса провода трех фаз обмотки НН.

8.2 Потери от вихревых токов в обмотках, в относительных единицах для обмотки ВН где b0 — радиальный размер голого провода соответствующей обмотки;

nX — число проводников в радиальном направлении соответствующей обмотки.

?Y — коэффициент заполнения обмотки по высоте материалом провода:

для обмотки НН.

8.3 Суммарные потери в обмотках для обмотки ВН для обмотки НН.

8.4 Общие потери в баке и в других ферромагнитных элементах конструкции где К — коэффициент, определяемый по формуле линейной интерполяции:

где К1 — значение коэффициента по табл. 4.1 для SН' = 3000 кВА,.

К2 — для мощности SН" = 4000 кВА.

8.5 Потери короткого замыкания трансформатора Потери в обмотках трансформатора рассчитываются в табличной форме, (табл.8.1.).

Таблица 8.1.

Потери в обмотках трансформатора.

9. Определение параметров упрощенной схемы замещения трансформатора.

9.1 Сопротивления схемы замещения в относительных единицах численно равны соответствующим напряжениям короткого замыкания в тех же единицах:

полное сопротивление короткого замыкания активная составляющая сопротивления короткого замыкания индуктивная составляющая сопротивления короткого замыкания где uKX = 7,584% (см. п. 7.1.);

уточненное значение uKA.

uKA = ;

уточненное значение uK.

uK = .

9.2 Сопротивления короткого замыкания ZK, rK, xK в абсолютных единицах:

10. Потери мощности при нагрузке и КПД трансформатора Потери активной мощности в трансформаторе подразделяются на электрические потери РЭЛ в обмотках и магнитные потери РМГ в сердечнике. Добавочные потери на вихревые токи в обмотках РВХ от полей рассеяния включаются в электрические потери. К этим же потерям относятся потери на гистерезис и вихревые токи от полей рассеяния в стенках бака и в крепежных деталях РБ.

Магнитные потери РМГ при всех нагрузках и при первичном напряжении U1 = U1H = const принимаются, согласно ГОСТ 11 677–85, равными мощности холостого хода Р0 при этом напряжении.

Электрические потери РЭЛ, включая РДОБ и РБ, при номинальном токе, принимаются равными потерям мощности короткого замыкания РК при этом же токе.

Электрические потери РЭЛ при любой нагрузке в соответствии с ГОСТ 11 677–85 принимаются равными, где КНГ=IНН/ IНН Н представляет собой коэффициент нагрузки трансформатора для текущего значения тока IНН.

10.1Суммарные потери трансформатора при U1=U1H=const и КНГ = 1.

Результаты расчета всех видов потерь представлены в табл.10.1.

Таблица 10.1.

Потери трансформатора в номинальном режиме.

10.2 Коэффициент полезного действия трансформатора КПД рассчитанного трансформатора для и коэффициента нагрузки.

= 1 в процентах.

КПД трансформатора со стандартными значениями потерь РОН и РКН для и коэффициента нагрузки = 1 в процентах.

11. Оценка спроектированного трансформатора.

=35/10.5 кВ, схема соединения = Y/? — 11.

Таблица11.1.

Сравнение показателей спроектированного трансформатора с требованиями стандартов.

Заключение

Согласно заданию необходимо был спроектирован силовой трёхфазный масляный двухобмоточный трансформатор с плоской магнитной системой, мощностью SH=3400 кВ*А, номинальными линейными напряжениями UВН/UНН = 35/10,5 кВ при частоте f=50 Гц, схемой и группой соединения обмоток Y/? -11, системой регулирования напряжения ПБВ, количеством ступеней регулирования ±n = ±2, диапазоном регулирования напряжения? = 10%, напряжением одной ступени регулирования 2,5%, всего ±2*2,5% = ±5%, номинальным напряжением короткого замыкания uKН =7,5%, номинальными потерями мощности холостого хода РОН=5,754 кВт, номинальными потерями короткого замыкания РKH=29,656 кВт. В качестве базовой модели принята конструкция трехфазного масляного трансформатора типа ТМ с системой охлаждения М. Характеристики рассчитанного трансформатора удовлетворяют требования стандартов; отклонения рассчитанных величин от задаваемых техническими условиями не превышают допустимых. Полученные в расчете значения номинальных потерь короткого замыкания Pк =30,44 кВт и номинального напряжения короткого замыкания uK =7,634%.

Библиографический список.

1. Чернышова А. С. Трансформаторы: учеб. — метод. пособие / А. С. Чернышова, Э. Г. Владимирова, В. Д. Сергеев.- Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2008. — 123 с.

2. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. ГОСТ 11 677–8.

3. Васютинский С. Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. — Л.: Энергия, 1970.

4. Вольдек А. И., Попов В. В. Электрические машины.

Введение

в электромеханику. Трансформаторы. Машины постоянного тока. Учеб. Для вузов.-СПб.: Питер, 2008.

5. Васютинский С. Б., Красильников А. Д. Расчет и проектирование трансформаторов. Расчет обмоток. Учеб. Пособие — Л.: Изд. ЛПИ, 1976.

6. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов. Учеб. Пособие для вузов. — 5-е изд. перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1986.

7. Васютинский С. Б., Красильников А. Д. Расчет магнитной системы трансформаторов: метод. указания к выполнению курсового проекта. — Л.; Изд. ЛПИ, 1976.

8. Копылов И. П. Электрические машины: учебник для вузов/И.П. Копылов. — 5-е изд., стер. — М.: Высш. шк., 2006.

9. Иванов — Смоленский А. В. Электрические машины: Учебник для вузов — М.: Энергия, 1982.

10. Важнов А. И. Электрические машины. Учеб. для вузов — Л. Энергия,.

11. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. — СПб.: Издательство ДЕАН, 2003. Введены в действие с 1 июля 2003 г.

12. Покровский С. В., Шорохов Б. П. Расчет трансформатора: учеб. — метод. пособие к поверочному расчету трансформатора. — Чебоксары: ЧГУ, 1972.

13. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. ГОСТ 13 109–97. Изд-во стандартов, 1998.