Курсовая работа по электромеханике на тему Проект силового масляного трансформатора ТМ 1000/10 с алюминиевыми обмотками.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Вариант 10. Выполнить проект силового масляного трансформатора ТМ 1000/10 с алюминиевыми обмотками.
Номинальное напряжение обмотки ВН: U1 = 10 кВ;
Номинальное напряжение обмотки НН: U2 = 3,15 кВ;
Группа соединения: Y/∆;
Регулятор: ПБВ: ± 2 × 2,5 %.
Расчет трехфазного трансформатора в данном курсовом проекте должен включать в себя следующие разделы.
1. Определение основных электрических величин.
2. Расчет основных размеров трансформатора.
3. Расчет обмоток низшего (НН) и высшего (ВН) напряжений.
4. Определение параметров холостого хода.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Необходимо рассчитать трансформатор применительно к требованиям ГОСТ 11920-85, для его расчета исходными данными являются:
• тип трансформатора: ТМ 1000/10;
• номинальная мощность: S = 1000 кВА;
• число фаз: m = 3;
• частота: f = 50 Гц;
• линейное напряжение обмотки ВН: U2 = 10 кВ;
• линейное напряжение обмотки НН: U1 = 3,15 кВ;
• схема соединения обмоток: Y/∆; способ охлаждения: масляное;
• характер нагрузки: длительная;
• установка: наружная;
• регулировка напряжения: ПБВ: ± 2 × 2,5 %.
• напряжение короткого замыкания uк = 5,5 %;
• ток холостого хода iо = 1,4 %;
• потери короткого замыкания Рк = 12200 Вт;
• потери холостого хода Рх = 2100 Вт.
Примечание: Нумерация обмоток начинается от стержня. Первой наматывается обмотка НН, хотя она для понижающих трансформаторов и является вторичной.
Основные исходные предпосылки (предварительно):
Трансформатор трехфазный двухобмоточный понижающий общего назначения, система охлаждения типа М – масляное с естественной циркуляцией масла, наружной установки, материал обмоток – алюминий.
Примем магнитопровод плоским шихтованным, из холоднокатаной рулонной стали марки 3404 толщиной 0,35 мм;
Примем конструкцию магнитопровода: с прессованием ярм полубандажами с прессованием стержней бандажами из стекловолокна без прессующей пластины, при этом число ступеней в сечении стержня равно 8 [1. табл. П1.11].
Примем индукцию в стержнях равной 1,60 Тл [1. табл. П1.10]
Примем план шихтовки магнитной системы с косыми стыками.
Примем плотность тока в обмотках равной 1,8 А/мм2 [1. табл. П1.29 для алюминия];
Примем конструкцию катушек ВН и НН цилиндрической многослойной из прямоугольного провода.

2. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОБМОТОК
2.1. Расчет основных электрических параметров.

1.1.1. Мощность одной фазы и стержня:
Sф = Sн / m = 1000 / 3 = 333 кВА;
Sс = Sн / с = 1000 / 3 = 333 кВА,
где: m = 3 – число фаз;
c = 3 – число стержней.
1.1.2. Фазные напряжения и токи, номинальные значения:
Так как первичная обмотка соединена в звезду, номинальное фазное напряжение определяются как UН / √3, а номинальный фазный ток равен линейному току. У вторичной обмотки фазное напряжение равно линейному, а фазный ток равен линейному, деленному на √3.
U2ФН = U2Н / √3= 10000 / √3=5774 В;
U1ФН = U1Н =3150 В;
I2ФН = I2Н = (S_H ×1000)/(√3 × U_1H ) = (1000 ×1000)/(√3 × 10000) = 57,7 А;
I1ФН = I1Н / √3 = (S_H ×1000)/(3 × U_2H ) = (1000 ×1000)/(3 × 3150) = 105,8 А.
Коэффициент трансформации:
КТ = U_2ФН/U_1ФН = 5774/3150 = 1,833.

2.2. Выбор главной и продольной изоляции.

В отличие от ставшего классическим учебника [2. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. М. Энергоатомиздат. 1986 г.] Методическое Пособие [1. Галян Э.Т. Самара. СГТУ.2007 г.] выгодно отличается тем, что целый ряд основных параметров трансформаторов выбирается из приведенных в Пособии таблиц. Это значительно облегчает выбор параметров и расчет трансформаторов.
2.2.1. Испытательное напряжение промышленной частоты приведено в [1. табл. П1.4].
Для обмотки ВН → 35 кВ;
Для обмотки НН → 18 кВ.
Примечания:
● Напряжение прикладывается к обмотке, концы которой замкнуты и к деталям конструкции, к которым присоединены выводы другой обмотки (обмоток).
● Время приложения испытательного напряжения 1 мин.
2.2.2. Минимальные изоляционные расстояния обмоток ВН и НН можно определить из [1. табл. П1.6 и П1.7].