Курсовая работа: Розрахунок силового трифазного двохобмоткового масляного трансформатора

Напруга кз, Uк, % 7,5

Струм неробочого ходу I,% 0,9

Втрати

короткого замикання Рк, кВт46,5

неробочого ходу Рх, кВт 8

Матеріал обмотокмідь

Вид перемикання обмотокРПН

Схема та групи з’єднання обмотокУ/Д-11

Спосіб охолодження трансформаторарідинний

Характер навантаженнятривалий

2. Реферат

Дані технічні умови розповсюджуються на силовий трифазний двохобмотковий масляний трансформатор, призначений длязагального промислового використання. Розрахунок проводиться для понижуючого трансформатора стержневого типу з концентричними обмотками, з регулюванням напруги без збудження, для помірного та помірно-холодного типу клімату із зовнішнім встановленням. Охолодження масляне з дуттям та природною циркуляцією масла. Клас напруги – 35 кВА. Вимоги до трьохфазних масляних силових трансформаторів загального призначення потужністю 1000 – 80000 кВА з верхньою межею номінальної напруги до 35 кВ затверджені ГОСТ 11920-66.

Для обмотки використовується мідний обмоточний провід марки АПБ з ізоляцією із кабельного паперу класу нагрівостійкості А (гранично допустима температура +105оС) із загальною товщиною 0,55 – 0,62 мм на дві сторони.Умовне позначення трансформатора - ТМН-1600/35.

3. Загальна конструктивна схема трансформатора

У відповідності з ГОСТ 16110-82 трансформатором називається статичний електромагнітний пристрій, який має дві або більше індуктивно зв’язаних обмоток й призначений для перетворення за допомогою електромагнітної індукції одної або ж декількох систем змінного струму в одну або декілька інших систем змінного струму. Силовим називається трансформатор, призначений для перетворення електричної енергії в мережі енергосистем та споживачів електроенергії. Конструктивною та механічною основою трансформатора є його магнітна система, яка називається осердям. Осердя разом з усіма конструкціями та деталями, призначеними для кріплення його окремих частин, називається остовом трансформатора. На остові встановлюються обмотки й кріпляться провідники (відводи), з’єднуючі обмотки з вводами – прохідними фарфоровими ізоляторами або іншими пристроями, що слугжать для приєднання зовнішньої мережі до обмоток. Остов з обмотками та іншими деталями встановлюється на донну частину баку, а потім накривається баком й заливається маслом. На кришці монтуються відводи, розширювальний бак та теплообмінники. Магнітна система утворена стиковим осердям стержневого типу, складається з трьох вертикальних стержнів та двох горизонтальних ярм, затиснутих пресуючими балками. Трансформатор на кожному зі стержнів осердя має по дві концентричні обмотки круглої форми: обмотка НН – всередині, ВН – ззовні.

До допоміжних систем відноситься:

система охолодження, яка складається з розширювального бака, охолоджуючі вентилятори з індивідуальним приводом, системи трубопроводів та радіаторів, регуляторів температури масла;системи контролю та захисту, яка складається з газового реле, реле тиску та температури масла, реле захисту від перевантажень та перенапруг, короткого замикання; пристрою регулювання напруги. Охолодження трансформатора базується на відборі тепла від осердя та обмоток маслом та віддачі його у навколишнє середовище через зовнішні радіатори. Циркуляція масла відбувається внаслідок конвекції, а температура підтримуєтьсь шляхом зміни кількості вентиляторів, увімкнених в роботу.

4. Конструкція магнітної системи

Конструктивною та механічною основою трансформатора є його магнітна система (магнітопровід), призначена для локалізації в ній основного магнітного поля трансформатора. Магнітна система являє собою комплект пластина або других елементів із електротехнічної сталі або іншого феромагнітного матеріалу, зібраних у визначеній геометричній формі. Осердя трансформатора утворює магнітну систему й складається зі стержнів – тих її частин, на яких розміщуються обмотки, і ярма – частин без обмоток, які призначені для замикання магнітного кола. Ярма зазвичай стягуються між пресуючими балками, осердя пресуються охоплюючими стержень бандажами зі стальної стрічки, має поздовжні канали. Орієнтовний діаметр стержня d = 60 – 75 мм, з кількістю ступенів 15, коефіцієнтом Ккр=0,91 – 0,92.

Осердя набране зі сталі марки Э330А по ГОСТ 802-58 з товщиною листів 0,35 мм, рулонної холоднокатаної текстурованої з питомими втратами при індукції 1,5 тл – 1,1 вт/кг.

Ярма та стержні при зборці встановлюються встик, з косими стиками.

4.3.1 Першим завданням при проектуванні трансформатора є вибір його конструктивної схеми. Просторові магнітні системи, дозволяючі зменшити витрати сталі і втрати холостого ходу, вимагають спеціальне обладнання й застосовуються тільки для трансформаторів потужністю до 630 кВА. Ми обираємо простішу, плоску, магнітну систему, але повинен бути вибраний план шихтування пластин і найменші втрати й струм холостого ходу отримуються при шихтуванні з косими стиками пластин в шести кутах. Простіша технологія з косими стиками в чотирьох та прямими в двох кутах призводить до дещо більших втрат й струму короткого замикання, але ми зупинимось на середній за складністю та параметрами холостого ходу схемі з косими стиками в чотирьох та комбінованим ‘напівкосим’ у двох кутах:

4.3.2 Поперечний переріз стержня у стержневих магнітних системах зазвичай має вигляд симетричної ступінчастої фігури, вписаної в коло. Ступінчастий переріз стержня (ярма) утворюється перерізами пакетів пластин. При цьому пакетом називається стопа пластин одного розміру. Чистий переріз сталі в поперечному перерізі стержня або ярма називається активним перерізом стержня або ярма.

Збільшення кількості ступенів (кількості пакетів стержня в одній половині кругу) збільшує коефіціент заповнення площі кругу , але ускладнює заготовку пластин й збірку магнітної системи. Отож, для потужності 6300 кВА з таблиці обираємо діаметр стержня d=0.38, з числом ступенів 8 та = 0,9 з пресуючою пластиною.

4.3.3 При діаметрі стержня від 0,36 мм і вище для забезпечення надійного охолодження внутрішніх частин стержня між його пакетами робляться охолоджуючі канали, поздовжні та поперечні. Поздовжні канали продовжуються й у ярмах, кількість приймається рівною 3, ширина каналу – 6 мм.

4.3.4 Коефіціент заповнення кругу, рівний відношенню площини фігури стержня ,

і рівний 0,900. Коефіціент заповнення площини ступеневої фігури стержня сталлю, тобто відношення активного перерізу стержня до площини ступеневої фігури , обираємо для рулонної сталі із жаростійким покриттям й одноразовим лакуванням при товщині листів 0,35 мм =0,965. Загальний коефіціент заповнення сталлю площини кола , описаного навколо перетину стержня, розраховується по формулі

4.3.5 Пресування стержнів здійснюється бандажами із скло стрічки, ярм – балками, стягнутими стальними напівбандажами. Необхідно, щоб форма перерізу ярма була з числом ступенів на одну-дві менше числа ступенів стержня – 6, коефіціент підсилення ярма – 1,025.

4.3.6 Відповідно рекомендаціям для сучасних трансформаторів застосовуєм холоднокатану текстуровану сталь марок Є330 або Є330А товщиною листів 0,35 мм. Індукція в стержнях трансформатора В=1,6 Тл.

Індукція в ярмі Тл. Число зазорів в магнітній системі на косому стику 6, на прямому 2. Індукція в зазорі на прямому стику Тл.