Скачать бесплатную работу можно по короткой ссылке. Ознакомится с содержимым можно ниже.
1 Расчет основных электрических величин трансформаторов 6
2 Определение основных размеров трансформатора 8
3 Расчет обмоток 16
3.1 Расчет обмотки низкого напряжения (НН) 17
3.2 Расчет обмотки высокого напряжения 21
4 Расчет параметров короткого замыкания 26
4.1 Определение потерь короткого замыкания 26
4.2 Определение напряжения короткого замыкания 27
4.3 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток при
коротком замыкании. 29
5 Расчет магнитной системы трансформатора 33
5.1 Определение размеров магнитной системы 33
5.2 Определение потерь холостого хода трансформатора 35
5.3 Определение тока холостого хода трансформатора 38
5.4 Определение удельной тепловой нагрузки 41
6 Расчет эксплуатационных характеристик трансформатора. 44
6.1 Определение параметров схемы замещения трансформатора 44
6.2 Построение векторной диаграммы трансформатора 46
6.3 Зависимость изменения вторичного напряжения трансформатора
от угла сдвига фаз между напряжением и током. 46
6.4 Внешняя характеристика трансформатора 47
6.5 Зависимость КПД трансформатора от степени нагрузки 48
Список литературы 49
Сводная таблица расчета трансформатора 50
Приложение А Векторная диаграмма 51
Приложение Б График зависимости от угла сдвига фаз 53
Приложение В Внешняя характеристика трансформатора 55
Приложение Г График зависимости КПД от степени загрузки 57
В соответствии с ГОСТ 16110 – 82 трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. Трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии, называется силовым. Если силовой трансформатор предназначен для включения в сеть, не отличающуюся особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы, то он называется силовым трансформатором общего назначения. Силовые трансформаторы, предназначенные для непосредственного питания потребительской сети или приемников электрической энергии, если эта сеть или приемники отличаются особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы, называются трансформаторами специального назначения. К числу таких сетей и приемников относятся подземные шахтные сети и установки, выпрямительные установки, электрические дуговые печи и т.п.
В данной курсовой работе необходимо рассчитать силовой трансформатор общего назначения мощностью 400 кВ· А.
Для удобства пользования учебным пособием все необходимые практические указания и справочные материалы расположены в тексте по мере изложения методики расчета. Студент должен на собственном опыте, на основе ручного расчета, понять взаимосвязи размеров трансформатора, свойств активных материалов и его технических параметров с учетом места трансформатора в сети и технологии его производства. После усвоения этих основ будет возможен переход к комплексному решению задач проектирования с сознательным и полноценным использованием современных средств вычислительной техники.
Силовой трансформатор является одним из важнейших элементов каждой электрической сети. Передача электрической энергии на большие расстояния от места ее производства до места потребления требует в современных сетях не менее чем пяти-шести кратной трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах. Необходимость распределения энергии по разным радиальным направлениям между многими мелкими потребителями приводит к значительному увеличению числа отдельных трансформаторов по сравнению с числом генераторов. При этом суммарная мощность трансформаторов в сети на каждой следующей ступени с более низким напряжением в целях более свободного маневрирования энергией выбирается обычно большей, чем мощность предыдущей ступени более высокого напряжения. Вследствие этих причин общая мощность всех трансформаторов, установленных в сети, в настоящее время превышает общую генераторную мощность в 7 – 8 раз.
Силовой трансформатор является одним из важнейших элементов современной электрической сети, и дальнейшее развитие трансформаторостроения определяется в первую очередь развитием электрических сетей, а следовательно энергетики страны.
Особо важными задачами являются повышение качества трансформаторов, использование прогрессивной технологии их производства, экономии материалов при их изготовлении и возможно низкие потери энергии при их работе в сети. Экономия материалов и снижение потерь особенно важны в распределительных трансформаторах непосредственно питающих потребителей при напряжениях 10 и 35 кВ, в которых расходуется значительная часть материалов и возникает существенная часть потерь энергии всего трансформаторного парка.
1 Расчет основных электрических величин трансформаторов
Расчет трансформатора начинается с определения основных электрических величин таких как, мощности на одну фазу и стержень, номинальных токов на стороне ВН и НН, фазных токов и напряжений.
Мощность одной фазы трансформатора, кВА:
SФ=S/m, (1.1)
где m – число фаз трансформатора.
Мощность на одном стержне,кВА:
S=S/с, (1.2)
где: с — число активных стержнeй трансформатора, с=3;
S — номинальная мощность трансформатора, кВ•А.
Далее определяем линейные и фазные токи, а так же фазные напряжения для двух обмоток: высокого напряжения (все рассчитываемые величины для этой обмотки должны быть с индексом 1) и низкого напряжения (все рассчитываемые величины — с индексом 2).
Номинальный (линейный) ток обмоток ВН и НН трехфазного трансформатора, А:
I=S103/( •U) (1.3)
где: S — мощность трансформатора, кВА;
U — номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки, В.
Фазный ток обмотки одного стержня трехфазного трансформатора, А:
при соединении обмоток в звезду или зигзаг
IФ=I, (1.4)
Фазное напряжение трехфазного трансформатора, В:
при соединении обмотки в звезду или зигзаг:
UФ=U/ , (1.5)
При соединении обмотки в зигзаг результирующее фазное напряжение образуется геометрическим сложением напряжений двух частей обмотки, находящихся на разных стержнях (рис.1).
Рисунок 1 Схема соединения в зигзаг
Исходя из этого для обмотки НН соединенной по схеме зигзаг необходимо дополнительно рассчитать фазное напряжение по формуле:
Uф(z)= (2∙U_ф)/(√3), (1.5)
где UФ – фазное напряжение вторичной обмотки соединенной в зигзаг, рассчитанной по формуле 1.5.
Uф(z) = (2∙398,372)/√3=460,0
Испытательное напряжение подбираем исходя из значения номинальных напряжений сторон трансформатора по таблицам 4.1;4.4 [1].
Uисп1=35 кВ
Uисп2=5 кВ
Потери короткого замыкания, указанные в задании, дают возможность определить активную составляющую напряжения короткого замыкания, %:
Ua=Pк/10•S, (1.6)
где: Рк – потери короткого замыкания в Вт;
S – полная мощность трансформатора в кВ•А.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания при заданном Uк определяется по формуле,%:
Up= (1.7)
