Файл: На курсовую работу Силовой трансформатор.doc

ЗАДАНИЕ на курсовую работу «Силовой трансформатор» студент. , группа (шифр) Данные для расчёта: Вари-ант Тип трансформатора Мощность S, кВА Линейные напряжения обмоток Потери мощности Напряжение короткого замыкания uк, % Ток холостого хода i0, % Схемы и группа соединения обмотки UВН, кВ UНН, кВ РК, кВт Р0, кВт 4 ТС-25/0,38 25 0.38 0,23 0,56 0,14 4,5 4,8 Y/YН-0 Задание выдано Срок сдачи Руководитель курсового проектирования___________________ Моисеева О.В. Работа выполняется в виде расчетно-пояснительной записки на листах формата А4. Рекомендуемый объем 20-30 стр., рекомендуемая структура: титульный лист, оглавление, задание, введение, основная часть, заключение, список использованной литературы, приложения.

Министерство путей сообщения Российской Федерации Дальневосточный государственный университет путей сообщенияКафедра «Электрические машины»В.В. КульчицкийЯ.Б. MартемьяновТРАНСФОРМАТОРЫМетодическое пособиепо выполнению курсового проектаХабаровск2000УДК 621.314.21(075.8)ББК З 261.8 я73К 906Рецензенты:Кафедра «Электрические машины» Санкт-Петербургскогогосударственного университета путей сообщения(заведующий кафедрой доктор технических наук,
профессор М.Н. Новиков)

---

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Теория электрических цепей» Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатикиА.Н. Семешко

К 906

Кульчицкий В.В., Мартемьянов Я.Б. Трансформаторы: Методическое пособие по выполнению курсового проекта с применением компьютерных технологий расчета. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000. – 56 c.: ил.

В пособии изложены основные сведения по методике расчета трансформаторов малой мощности нормальной и повышенной частоты. Приводятся данные по конструкции магнитных систем, обмоток трансформаторов, справочные материалы, необходимые для выполнения курсового проекта, а также практические примеры расчета, основанные на компьютерных технологиях.Методическое пособие предназначено для студентов, выполняющих курсовой проект по дисциплине «Электрические машины»УДК 621.314.21(075.8)ББК З 261.8 я73© Издательство Дальневосточного государственногоуниверситета путей сообщения (ДВГУПС), 2000

---

ВВЕДЕНИЕ

В связи с дальнейшим развитием экономики нашей страны значительно возрастает роль электрифицированных железных дорог.Рост энерговооруженности железнодорожного транспорта в будущем потребует увеличения выпуска электротехнического оборудования, в том числе и трансформаторов.В радиоэлектронной аппаратуре военной техники (радиолокационные и гидроакустические станции, приборы управления стрельбой и полетами ракет, станции слежения и др.) используют трансформаторы различного назначения и разновидностей.Студенты ДВГУПС изучают теорию и основы расчета трансформаторов. Однако часть литературы по проектированию таких трансформаторов не отражает современного состояния в трансформаторостроении, другая часть хотя и отражает эти вопросы, но не излагает особенностей расчета трансформаторов малой мощности.Цель настоящего пособия – оказать помощь студентам в ознакомлении с основами расчета трансформатора с применением компьютерных технологий, что открывает новые возможности для исследования и получения более точных решений.

1. ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ ТРАНСФОРМАТОРА И ОСОБЕННОСТИ ЕГО РАСЧЕТА

Основными элементами конструкций трансформаторов малой мощности является сердечник (магнитопровод) и обмотки с изоляцией (катушки). Другие элементы имеют чисто конструктивную роль (крепежная арматура, выводы, корпус у закрытых конструкций).Для изготовления сердечников трансформатора в качестве магнитного материала используются электротехнические стали различных марок (горячекатаные – 1511, 1512, 1513, 1514, 1521 и холоднокатаные текстурованные – 3411, 3412, 3415,3416).В зависимости от технологии изготовления сердечники трансформаторов малой мощности делятся на пластинчатые и ленточные. Первые собираются из отдельных штампованных пластин, изолированных друг от друга оксидной пленкой или слоем изоляционного лака, вторые – из ленты. По конструктивному выполнению пластинчатые и ленточные магнитопроводы подразделяются на стержневые, броневые и тороидальные (рис.1.1).Стрежневые пластинчатые (П) магнитопроводы собираются из прямоугольных П-образных пластин, размеры которых не стандартизованы, а броневые пластинчатые (Ш) магнитопроводы собираются из Ш-об­раз­ных

---

пластин и прямоугольных перекрышек (рис.1.1, а и б).

Стержневые (ПЛ) и броневые (ШЛ) ленточные магнитопроводы собираются в стык из отдельных сердечников подковообразной формы (рис. 1.1, в и г), при этом торцевые части тщательно шлифуются и склеиваются ферромагнитной пастой. Тороидальные ленточные (ОЛ) магнитопроводы (рис. 1.1, д) изготовляются путем навивки ленты стандартной ширины на оправу заданного диаметра. Сердечники обладают минимальным магнитным сопротивлением, что значительно снижает намагничивающий ток.

Катушки трансформаторов представляют собой совокупность обмоток и систем изоляции, обеспечивающих нормальную работу в заданных условиях окружающей среды. Изоляционная система катушек включает в себя изоляцию обмоточных проводов, изоляцию обмоток от магнитопровода, междуслоевую изоляцию, междуобмоточную изоляцию и внешнюю изоляцию.

Для изготовления обмоток применяются круглые и прямоугольные медные или алюминиевые провода различных марок по нагревостойкости, а также алюминиевая фольга в виде ленты.

а) б)


в) г)



д)



Рис. 1.1. Конструкции сердечников трансформаторов малой мощности: а) стержневой пластинчатый (П); б) броневой пластинчатый (Ш); в) стержневой ленточный (ПЛ); г) броневой ленточный (ШЛ); д) тороидальный ленточный (ОЛ)

По виду изоляции обмоточные провода подразделяются на четыре группы: 1) с эмалевой изоляцией (ПЭЛ, ПЭВ-2, ПЭТ, ПЭТВ); 2) с волокнистой изоляцией (ПЛБД, ПСД); 3) с пленочной или бумажной; 4) с комбинированной изоляцией (ПЭЛШО).

Наибольшее применение находят провода с эмалевой изоляцией, основные достоинства которых – малая толщина изоляционного слоя и невысокая стоимость.

Изоляция обмоток от магнитопровода осуществляется при помощи каркасов. Простейший и наиболее распространенный тип каркаса представляет собой гильзу, изготовленную из электротехнического картона, или склеенные из электрокартона каркасы. При массовом производстве трансформаторов используются сборные каркасы, изготовляемые из твердых изоляционных материалов (гетинакс или текстолит).

---

В качестве материалов,используемых для межслоевой и междуобмоточной изоляции, применяются бумаги различных марок, пропитанные изоляционным компаундом (кабельная К-12, телефонная КТИ, конденсаторная КОН-1 и др.). По способу укладки обмоточного материала на каркас катушки обмотки подразделяются на многослойные и галетные. Эскизы взаимного расположения обмоток представлены на рис. 1.2.Рис. 1.2. Расположение обмоток в трансформаторах малой мощности: а) и б) стержневые двухкатушечные; в) броневой; г) стержневой однокатушечныйРасположение обмоток по рис. 1.2,а применяется в высоковольтных трансформаторах и позволяет улучшить их изоляцию друг от друга, а недостаток схемы – большое рассеяние.Конструкции обмоток по рис. 1.2,б применяются в низковольных трансформаторах, где основными достоинствами является малая индуктивность рассеяния, меньшая толщина обмотки, меньший расход обмоточных проводов и относительно увеличенная поверхность охлаждения. Достоинства броневого трансформатора, изображенного на рис. 1.2,в – наличие одной катушки, более высокий коэффициент заполнения окна сердечника обмоточным проводом, частичная защита обмотки ярмом сердечника от механических повреждений.Стрежневой однокатушечный трансформатор (рис. 1.2,г) имеет преимущество перед двухкатушечным в простоте конструкции, а недостаток – повышенный расход обмоточного материала. Кроме сердечника и обмоток, в конструкцию трансформатора малой мощности входят детали для сборки отдельных частей магнитопровода, крепления собранного трансформатора, клеммы для присоединения концов обмоток, охлаждения магнитопровода и катушек, защиты от механических повреждений и влагозащиты. Пластинчатые магнитопроводы после сборки стягиваются шпильками посредством металлических пластинок или специальными накладками, которые одновременно используются и для крепления трансформатора.

---