Файл: Контрольная работа по дисциплине Электрические машины.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 156
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТАфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования «Иркутский государственный университет путей сообщения»Забайкальский институт железнодорожного транспорта- филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Иркутский государственный университет путей сообщения»(ЗабИЖТ ИрГУПС)Факультет «Заочный»Кафедра «Электроснабжение»
РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОГО СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА С МАСЛЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ Контрольная работапо дисциплине «Электрические машины»К.510620.23.05.05.1051-2023.ПЗ
Чита, 2023АннотацияКонтрольная работа: 28 страниц, 2 таблицы, 10 источниковКлючевые слова: ТРЕХФАЗНЫЙ СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, МАСЛЯНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ, МОЩНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРА, ОБМОТКА НН, ОБМОТКА ВН, МАССА ТРАНСФОРМАТОРА, ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ОБМОТКА, МНОГОСЛОЙНАЯ ОБМОТКА, ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ ПРОВОД, ВИНТОВАЯ ОБМОТКАОбъектом исследования является силовой масляный трансформатор.Целью работы является расчет данного трансформатора. В ходе работы необходимо рассчитать основные электрические величины трансформатора (фазные и линейные токи и напряжения, испытательные напряжения), основные размеры трансформатора, необходимо провести расчет обмоток, а также потери холостого хода и короткого замыкания. Провести Тепловой расчет, рассчитать массу трансформатора.Содержание
Нормативные ссылкиВ настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты (нормативные документы):ГОСТ 11 677-14. Трансформаторы силовые масляные.Обозначения и сокращенияАПБ – алюминиевый прямоугольный изолированный провод,ВН – высшее напряжение,НН – низшее напряжение,ОВН – ответвления стороны высшего напряжения,ПБ – прямоугольный изолированный провод,ПБВ – переключения без возбуждения. ВведениеЭлектрическую энергию, вырабатываемую на электростанциях, необходимо передать в места ее потребления, прежде всего в крупные промышленные центры страны, которые удалены от мощных электростанция на многие сотни, а иногда и тысячи километров. Передачу электроэнергии на большие расстояния осуществляют при высоком напряжении (до 500 кВ и более), чем обеспечиваются минимальные электрические потери в линиях электропередачи. Поэтому в процессе передачи и распределения электрической энергии приходится неоднократно повышать и понижать напряжение. Повышение и понижение напряжения переменного тока и выполняют силовые трансформаторы.Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную), имеющую другие характеристики.Исходные данныеИсходные данные для расчета представлены в таблице 1. Таблица 1 – Исходные данные
1 Определение основных электрических величинРасчет трансформатора начинается с определения мощности на одну фазу и стержень по формуле (1)где S – наименьшая мощность трансформатора, с – число активности стержней (с=3).Номинальные, линейные токи обмоток ВН и НН определяются по формулам (2), (3)где – номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки трансформатора, кВ.Схема соединения обмотки НН – звезда, поэтому используем следующую формулу (4)Схема соединения ВН обмотки – треугольник, поэтому используем следующую формулу (5)Фазные величины напряжения также определяются в зависимости от схемы соединения.Схема соединения НН обмотки – звезда, поэтому используем следующие формулы (6)Схема соединения ВН обмотки – треугольник, поэтому используем следующие формулы (7)Активная составляющая напряжения короткого замыкания определяется формулой (8)где – потери короткого замыкания.Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания определяется формулой (9)где
Если справедливо соотношение , то обмотка выполняется без охлаждающего канала: 9≤40 значит, данная обмотка выполняется без охлаждающего канала, .г) высота витка обмотки, мм (13)д) высота обмотки, мм (14)е) проверяем размер а по величине добавочных потерь а < а10%: 4<7,5.ж) уточняем сечение витка по (15) и плотность тока по (16)з) радиальный размер (толщина) обмотки (17)и) далее по формулам (18), (19), (20) определяются внутренний, внешний и средний диаметры обмоткин) поверхность охлаждения обмотки – по формуле (21)где kзк= 0,8 – коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности рейками и другими изоляционными деталями;nкат2 – число катушек (концентров) обмотки, разделенных охлаждающими каналами.о) масса металла обмотки Gо1 – по формуле (22)где П2– сечения витка обмоток НН, мм2;Км = 28 – для медных проводов;Dср1– средние диаметры обмоток, м.
| |
| ИСПОЛНИТЕЛЬ студент гр. СОД «____»________2023 г.________ | РУКОВОДИТЕЛЬ РАБОТЫ Старший преподаватель Рогалев А.В. «____»________2023 г._________ |
| | |
| | |
| | | Введение | 6 |
| | | Исходные данные | 7 |
| | 1. | Определение основных электрических величин | 8 |
| | 2. | Расчет обмоток ВН и НН | 10 |
| | 3. | Определение параметров короткого замыкания | 19 |
| | 4. | Определение параметров холостого хода | 22 |
| | Заключение | 27 | |
| | Список использованной литературы | 28 | |
Нормативные ссылкиВ настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты (нормативные документы):ГОСТ 11 677-14. Трансформаторы силовые масляные.Обозначения и сокращенияАПБ – алюминиевый прямоугольный изолированный провод,ВН – высшее напряжение,НН – низшее напряжение,ОВН – ответвления стороны высшего напряжения,ПБ – прямоугольный изолированный провод,ПБВ – переключения без возбуждения. ВведениеЭлектрическую энергию, вырабатываемую на электростанциях, необходимо передать в места ее потребления, прежде всего в крупные промышленные центры страны, которые удалены от мощных электростанция на многие сотни, а иногда и тысячи километров. Передачу электроэнергии на большие расстояния осуществляют при высоком напряжении (до 500 кВ и более), чем обеспечиваются минимальные электрические потери в линиях электропередачи. Поэтому в процессе передачи и распределения электрической энергии приходится неоднократно повышать и понижать напряжение. Повышение и понижение напряжения переменного тока и выполняют силовые трансформаторы.Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную), имеющую другие характеристики.Исходные данныеИсходные данные для расчета представлены в таблице 1. Таблица 1 – Исходные данные
| Параметры | Значение |
| Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения Uвн, кВ | 220 |
| Номинальное напряжение обмотки низшего напряжения Uнн, кВ | 10 |
| Схема и группа соединений | Δ/Y0-11 |
| Напряжение короткого замыкания Uk, % | 10 |
| Материал | Cu |
| Номинальная мощность S, кВА | 630 |
| Регулирование напряжения | ПБВ |
| Потери короткого замыкания Pk, Вт | 7500 |
| Ток холостого хода  , % | 2 |
| Потери холостого хода P0, Вт | 1300 |
1 Определение основных электрических величинРасчет трансформатора начинается с определения мощности на одну фазу и стержень по формуле (1)где S – наименьшая мощность трансформатора, с – число активности стержней (с=3).Номинальные, линейные токи обмоток ВН и НН определяются по формулам (2), (3)где – номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки трансформатора, кВ.Схема соединения обмотки НН – звезда, поэтому используем следующую формулу (4)Схема соединения ВН обмотки – треугольник, поэтому используем следующую формулу (5)Фазные величины напряжения также определяются в зависимости от схемы соединения.Схема соединения НН обмотки – звезда, поэтому используем следующие формулы (6)Схема соединения ВН обмотки – треугольник, поэтому используем следующие формулы (7)Активная составляющая напряжения короткого замыкания определяется формулой (8)где – потери короткого замыкания.Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания определяется формулой (9)где
– напряжение короткого замыкания.
2 Расчет обмоток ВН и НН
2.1 Расчет обмоток низшего напряжения
2.1.1 Расчет двухслойной цилиндрической обмотки из прямоугольного провода
Особенность конструкции рассматриваемой обмотки состоит в том, что все витки каждого слоя и их параллельные провода расположены в один ряд без интервалов в осевом направлении.
Рекомендуется следующий порядок расчета обмотки:
а) число витков в слое (10)
где 
- число витков в обмотке НН.
б) по таблице 5.2 «Номинальные размеры сечения и изоляции прямоугольного медного и алюминиевого провода марок ПБ и АПБ» подбираем возможно больший размер провода b и сечение провода Ппр1 (11)
где 
- сечение витка (предварительно), 63 мм2.
Записываем выбранный провод в виде
где 
и 
- размеры изолированного провода;
в) проверяем размер а по нагреву 
, где 
находится по формуле (12)
где kзк = 0,8 – коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности рейками и другими изоляционными деталями;
qдоп = 1200 Вт/м2 – допустимая плотность теплового потока;
J– плотность тока в обмотке, 2,3 А/мм2.
Если справедливо соотношение , то обмотка выполняется без охлаждающего канала: 9≤40 значит, данная обмотка выполняется без охлаждающего канала, .г) высота витка обмотки, мм (13)д) высота обмотки, мм (14)е) проверяем размер а по величине добавочных потерь а < а10%: 4<7,5.ж) уточняем сечение витка по (15) и плотность тока по (16)з) радиальный размер (толщина) обмотки (17)и) далее по формулам (18), (19), (20) определяются внутренний, внешний и средний диаметры обмоткин) поверхность охлаждения обмотки – по формуле (21)где kзк= 0,8 – коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности рейками и другими изоляционными деталями;nкат2 – число катушек (концентров) обмотки, разделенных охлаждающими каналами.о) масса металла обмотки Gо1 – по формуле (22)где П2– сечения витка обмоток НН, мм2;Км = 28 – для медных проводов;Dср1– средние диаметры обмоток, м.