Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Б1.В.ОД.9 Электрические машины и аппараты

 

РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА

 

Методические указания

к выполнению курсовой работы

 

Направление: 2.13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника

Профили подготовки: Энергообеспечение предприятий

 

 

Квалификация: бакалавр

Уфа 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение	4
1. Основные электрические величины	5
Вариант I 2. Определение основных размеров трансформатора	6
3. Расчет обмоток трансформатора	13
4. Расчет цилиндрической обмотки 1 из провода прямоугольного сечения	13
5. Расчет многослойной цилиндрической обмотки 2 из провода круглого сечения	16
6. Параметры и относительное изменение напряжения трансформатора	20
7. Механические силы в обмотках при коротком замыкании	22
8. Расчет магнитной системы трансформатора	22
9. Коэффициент полезного действия	27
Вариант II 2. Определение основных размеров трансформатора	29
3. Расчет обмоток трансформатора	33
4. Расчет цилиндрической обмотки 1 из провода прямоугольного сечения	33
5. Расчет многослойной цилиндрической обмотки 2 из провода круглого сечения	36
6. Параметры и относительное изменение напряжения трансформатора	39
7. Механические силы в обмотках при коротком замыкании	41
8. Расчет магнитной системы трансформатора	42
9. Коэффициент полезного действия	47
Библиографический список	48
Приложения	49

ВВЕДЕНИЕ

 

Проектирование трансформаторов включает в себя расчет и их конструирование. В данных методических указаниях к курсовой работе рассматривается только расчет силовых трехфазных трансформаторов с масляным охлаждением в диапазоне мощностей до 5000 кВА и напряжением до 35 кВ.

Известно, что наибольшее распространение в трансформатостроении получили силовые трансформаторы со стержневыми магнитопроводами, как наиболее простые и удобные в конструктивном отношении по сравнению с трансформаторами броневого типа. Трансформаторы броневого типа в России в основном используются в маломощных радиотехнических установках. Трансформатор со стержневым магнитопроводом обладает лучшими условиями охлаждения обмоток и сердечника, доступностью осмотра обмоток при ревизии трансформатора, простотой сборки и ремонта сердечника и т.д [1].

В данных методических указаниях к курсовой работе в краткой и доступной форме излагается методика расчета силовых трансформаторов без подробного рассмотрения ряда второстепенных деталей и узлов имеющих значение при заводском проектировании. Тем не менее это пособие поможет студенту получить возможность за короткий срок, отводимый на выполнение курсовой работы, овладеть основами расчета трансформаторов.

 

 

РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОГО ДВУХОБМОТОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА 320 кВА, 10/0,525 кВ, 50 ГЦ С ЕСТЕСТВЕННЫМ

МАСЛЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Исходные данные для проектирования

 

Номинальная мощность трансформатора . . . . . . . . . . . .	S = 320 кВА
Число фаз  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	m =3
Частота сети  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	f=50 Гц
Режим работы трансформатора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	продолжительный
Номинальное высшее линейное напряжение . . . . . . . . .	UВН = 10000 В
Номинальное низшее линейное напряжение . . . . . . . . . .	UНН = 525 В
Схема и группа соединения обмоток . . . . . . . . . . . . . . . .	Y/Δ – 11
Способ охлаждения трансформатора . . . . . . . . . . . . . . . .	естественное масляное
Напряжение короткого замыкания . . . . . . . . . . . . . . . . . .	uк = 5,5%
Потери короткого замыкания  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	Рк = 6200 Вт
Потери холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	Ро = 1900 Вт
Ток холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	io = 7%

Расчет трансформатора ведется в двух вариантах:

вариант I – с обмотками из медного провода;

вариант II – с обмотками из алюминиевого провода.

Для краткости , первичная обмотка трансформатора – обмотка 1, а вторичная – обмотка 2.

Расчет многослойной цилиндрической обмотки 2 из провода круглого

Сечения

 

Плотность тока в обмотке 2

 А/мм²;

Площадь поперечного сечения провода обмотки 2

 мм².

Число параллельных проводов в обмотке 2

;

Диаметр голого и изолированного провода (Приложение Б)

 мм;

Марка изоляции провода – ПБ;

Площадь поперечного сечения провода обмотки 2

 мм²;

где - площадь поперечного сечения изолированного провода, мм².

Плотность тока в обмотке 2

 А/мм²;

Расчетный диаметр изолированного провода обмотки 2 с учетом неплотности намотки

 см;

Толщина витка вдоль стержня сердечника

см;

Число витков в одном слое обмотки

Число слоев обмотки 2

,

что нежелательно, принимаем ;

Окончательное число витков в слое

,

т.е. 5 слоев по 140 витков и 1 слой из 136 витков, т.е. всего  витков.

Рабочее напряжение между двумя слоями

 В;

Толщина междуслойной изоляции

δ_мсл=0,036 см;

Выступ междуслойной изоляции на торцах обмотки 2 равен 1,6 см;

Число цилиндрических поверхностей охлаждения обмотки 2 на стержень сердечника

принимаем (округляется до целого значения в пределах от 1 и 4 [6]);

Удельная тепловая загрузка поверхности обмотки 2

 Вт/м².

Число слоев и витков в слое во внутренней катушке – 3 слоя по 140 витков в слое;

Число слоев и витков в слое в наружной катушке – 2 слоя по140 витков и 1 слой из 136 витков;

Радиальная ширина вертикального канала между двумя концентрическими катушками обмотки 2

а_к2=0,5 см;

Радиальная толщина обмотки 2

см;

Высота обмотки 2

 см.

Примечание: Обмотку 1 намотать до высоты  см.

Уточнение приведенного расстояния

см,

где  – приведенное расстояние между обмотками, см;

 – высота обмоток, см.

Уточнение действительного расстояния между обмотками 1 и 2

см;

Эскиз расположения обмоток 1 и 2 в окне трансформатора представлен на

рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 Окончательный эскиз расположения обмоток в окне трехфазного трансформатора 320 кВА, 10/0,525 кВ, 50 Гц, с медными обмотками

 

Средний диаметр обмотки 2

 см;

Средняя длина витка обмотки 2

 см;

Вес металла обмотки 2

кг.

Потери в обмотке 2 без учета добавочных потерь

 Вт;

Коэффициент увеличения потерь в обмотке 2 от поверхностного эффекта

 

;

Потери в обмотке 2 с учетом добавочных потерь

 Вт.

 

Сечения

Плотность тока в обмотке 2

 А/мм²;

Площадь поперечного сечения провода обмотки 2

 мм².

Число параллельных проводов в обмотке 2

;

Диаметр голого и изолированного провода (приложение В)

 мм;

Марка изоляции провода – ПБ;

Площадь поперечного сечения провода обмотки 2

 мм²;

где  - площадь поперечного сечения изолированного провода

Плотность тока в обмотке 2

 А/мм²;

Расчетный диаметр изолированного провода обмотки 2 с учетом неплотности намотки

 см;

Толщина витка вдоль стержня сердечника

см;

Число витков в одном слое обмотки

Число слоев обмотки 2

,

что нежелательно; принимаем ;

Окончательное число витков в слое

,

т.е. 9 слоев по 119 витков и 1 слой из 68 витков, т.е. всего  витков.

Рабочее напряжение между двумя слоями

 В;

Толщина междуслойной изоляции

δ_мсл=0,036 см;

Выступ междуслойной изоляции на торцах обмотки 2 равен 1,6 см;

Число цилиндрических поверхностей охлаждения обмотки 2 на стержень сердечника

;

Принимаем (округляется до целого значения в пределах от 1 до 4)

Удельная тепловая загрузка поверхности обмотки 2

 Вт/м².

Число слоев и витков в слое во внутренней катушке – 4 слоя по 119 витков в слое;

Число слоев и витков в слое в наружной катушке – 4 слоя по 119 витков и 1 слой из 68 витков;

Радиальная ширина вертикального канала между двумя концентрическими катушками обмотки 2

а_к2=0,7 см;

Радиальная толщина обмотки 2

см;

Высота обмотки 2

 см.

Уточнение приведенного расстояния

см,

где  – приведенное расстояние между обмотками, см;

 – высота обмоток, см.

Уточнение действительного расстояния между обмотками 1 и 2

см;

Средний диаметр обмотки 2

 см;

Средняя длина витка обмотки 2

 см;

Вес металла обмотки 2

кг.

Потери в обмотке 2 без учета добавочных потерь

 Вт;

Коэффициент увеличения потерь в обмотке 2 от поверхностного эффекта

 

;

Потери в обмотке 2 с учетом добавочных потерь

 Вт.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература

1. Беспалов, В.Я. Электрические машины [Текст] : учебник / В.Я. Беспалов [и др.]. – М.:Академия, 2006. – 313 с.

2. Ванурин, В.Н. Электрические машины [Текст] : учебник / В.Н. Ванурин. – М.: Энергия, 2006. – 380 с.

3. Епифанов, А.П. Электрические машины [Текст] : учебник / А.П. Епифанов. – М.: Лань, 2006. – 263 с.

Дополнительная литература

4. Тихомиров, П.М. Расчет трансформаторов [Текст] : учебник / П.М. Тихомиров– М.: Энергия , 1968. – 455 с.

5. Дружинин, В.В. Магнитные свойства электротехнической стали [Текст] : учебник / В.В. Дружинин. – М.: ТЭИ, 1962. – 320 с.

6. Сергеев, П.С. Проектирование электрических машин [Текст] : учебник / П.С. Сергеев, Н.В. Виноградов, Ф.А. Горяинов. – М.: Энергия , 1969. – 632 с.

7. Ермолин Н.П. Расчет силовых трансформаторов [Текст] : пособие по курсовому проектированию / Н.П. Ермолин, Г.Г. Швец. – Ленинград.: ЛЭТИ, 1964. – 167 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А1 Варианты заданий для выполнения курсового проекта

Номер варианта	Номинальная мощность трансформатора S, кВА	Номинальное высшее линейное напряжение UВН, В	Номинальное низшее линейное напряжение UНН, В	Схема и группа соединения обмоток	Способ охлаждения трансформатора	Напряжение короткого замыкания u к , %	Потери короткого замыкания Рк, Вт	Потери холостого хода Ро, Вт	Ток холостого хода io, %
1	60	10000	400	Y/Δ–11	естественное масляное	5,5	3200	1100	5
2	100	10000	400	Y/Δ–11		5,5	3000	1000	5
3	180	10000	400	Y/Δ–11		5,5	4000	1500	5,2
4	160	10000	400	Y/Δ–11		5,5	3500	1500	5,5
5	320	10000	400	Y/Δ–11		5,8	4000	2000	5
6	350	10000	400	Y/Δ–11		6	4000	1100	5
7	200	10000	515	Y/Y–12		5,5	3200	1500	5
8	400	10000	515	Y/Y–12		5	3000	1500	4,5
9	120	10000	515	Y/Y–12		6	3200	1500	5
10	360	10000	515	Y/Y–12		3,5	3200	1500	5,1
11	160	10000	400	Y/Y–12		5,5	3500	1500	5
12	220	10000	515	Y/Y–12		5,5	3500	1700	5,5
13	380	10000	400	Y/Y–12		5,8	3500	1600	5,2
14	350	10000	400	Y/Y–12		5,5	3200	1500	5
15	200	10000	515	Y/Y–12		5,5	3200	1500	5
16	420	10000	400	Y/Y–12		6	3200	1700	5
17	400	10000	400	Y/Y–12		4,5	3200	1600	5
18	180	10000	400	Y/Y–12		6	3200	1500	4,8
19	100	6300	400	Y/Y–12		5,5	3200	1500	5
20	150	6300	400	Y/Y–12		5	3000	1200	5,2
21	120	6300	400	Y/Y–12		4,5	3100	1500	4,8
22	180	6300	400	Y/Y–12		5,5	3200	1400	4,6
23	200	6300	400	Y/Y–12		5	3000	1100	5,2
24	35	10000	400	Y/Y–12	естественное воздушное	5,5	3200	1500	5
25	50	10000	400	Y/Y–12		5,2	3500	1600	4,8
26	80	10000	400	Y/Y–12		5	3000	1200	5,2

Материал обмоток – медь, режим работы – продолжительный, число фаз m =3, частота питающей сети f =50Гц

 

Таблица А2 Варианты заданий для выполнения курсового проекта

Материал обмоток – алюминий, режим работы – продолжительный, число фаз m =3, частота питающей сети f =50Гц

Номер варианта	Номинальная мощность трансформатора S, кВА	Номинальное высшее линейное напряжение UВН, В	Номинальное низшее линейное напряжение UНН, В	Схема и группа соединения обмоток	Способ охлаждения трансформатора	Напряжение короткого замыкания u к , %	Потери короткого замыкания Рк, Вт	Потери холостого хода Ро, Вт	Ток холостого хода io, %
27	60	10000	400	Y/Δ–11	естественное масляное	5,5	3200	1100	5
28	100	10000	400	Y/Δ–11		5,5	3000	1000	5
29	180	10000	400	Y/Δ–11		5,5	4000	1500	5,2
30	160	10000	400	Y/Δ–11		5,5	3500	1500	5,5
31	320	10000	400	Y/Δ–11		5,8	4000	2000	5
32	350	10000	400	Y/Y–12		6	4000	1100	5
33	200	10000	515	Y/Y–12		5,5	3200	1500	5
34	400	10000	515	Y/Y–12		5	3000	1500	4,5
35	120	10000	515	Y/Y–12		6	3200	1500	5
36	360	10000	515	Y/Y–12		3,5	3200	1500	5,1
37	160	10000	400	Y/Y–12		5,5	3500	1500	5
38	220	10000	515	Y/Y–12		5,5	3500	1700	5,5
39	380	10000	400	Y/Y–12		5,8	3500	1600	5,2
40	350	10000	400	Y/Y–12		5,5	3200	1500	5
41	200	10000	515	Y/Y–12		5,5	3200	1500	5
42	420	10000	400	Y/Y–12		6	3200	1700	5
43	400	10000	400	Y/Y–12		4,5	3200	1600	5
44	180	10000	400	Y/Y–12		6	3200	1500	4,8
45	100	6300	400	Y/Y–12		5,5	3200	1500	5
46	150	6300	400	Y/Y–12		5	3000	1200	5,2
47	120	6300	400	Y/Y–12		4,5	3100	1500	4,8
48	180	6300	400	Y/Y–12		5,5	3200	1400	4,6
49	200	6300	400	Y/Y–12		5	3000	1100	5,2
50	35	10000	400	Y/Y–12	естественное воздушное	5,5	3200	1500	5
51	50	10000	400	Y/Y–12		5,2	3500	1600	4,8
52	80	10000	400	Y/Y–12		5	3000	1200	5,2

 

Таблица А3 Варианты заданий для выполнения курсового проекта

Номер варианта	Номинальная мощность трансформатора S, кВА	Номинальное высшее линейное напряжение UВН, В	Номинальное низшее линейное напряжение UНН, В	Схема и группа соединения обмоток	Способ охлаждения трансформатора	Напряжение короткого замыкания u к , %	Потери короткого замыкания Рк, Вт	Потери холостого хода Ро, Вт	Ток холостого хода io, %
53	60	10000	400	Y/Δ–11	естественное масляное	4,1	3300	1300	5,2
54	100	10000	400	Y/Δ–11		4,5	3300	1000	5,5
55	180	10000	400	Y/Δ–11		5,2	3900	1200	5
56	160	10000	400	Y/Δ–11		5,5	3600	1600	5
57	320	10000	400	Y/Δ–11		5,6	3800	2000	5
58	350	10000	400	Y/Δ–11		6	4100	1300	5,5
59	200	10000	515	Y/Y–12		5,5	3100	1700	4,5
60	400	10000	515	Y/Y–12		5	2800	1400	5
61	120	10000	515	Y/Y–12		6	3000	1400	5
62	360	10000	515	Y/Y–12		3,5	3000	1400	5
63	160	10000	400	Y/Y–12		4,5	3300	1400	5
64	220	10000	515	Y/Y–12		5,5	3300	1500	5,5
65	380	10000	400	Y/Y–12		5,8	3400	1200	5,2
66	350	10000	400	Y/Y–12		5,5	3100	1600	5
67	200	10000	515	Y/Y–12		4,5	3400	1600	5,8
68	420	10000	400	Y/Y–12		6	3000	1500	4,9
69	400	10000	400	Y/Y–12		4	3300	1500	4,8
70	180	10000	400	Y/Y–12		6	3000	1600	4,8
71	100	6300	400	Y/Y–12		5,5	3400	1600	5
72	150	6300	400	Y/Y–12		5	3400	1400	5,2
73	120	6300	400	Y/Y–12		4,5	3500	1300	4,8
74	180	6300	400	Y/Y–12		5,5	3400	1600	4,6
75	200	6300	400	Y/Y–12		5	3300	1200	5,1
76	35	10000	400	Y/Y–12	естественное воздушное	5,5	3400	1600	5,2
77	50	10000	400	Y/Y–12		5,4	3400	1500	4,8
78	80	10000	400	Y/Y–12		4	3400	1700	4,6

Материал обмоток – медь, режим работы – продолжительный, число фаз m =3, частота питающей сети f =50Гц

 

 

Таблица А4 Варианты заданий для выполнения курсового проекта

Материал обмоток – алюминий, режим работы – продолжительный, число фаз m =3, частота питающей сети f =50Гц

Номер варианта	Номинальная мощность трансформатора S, кВА	Номинальное высшее линейное напряжение UВН, В	Номинальное низшее линейное напряжение UНН, В	Схема и группа соединения обмоток	Способ охлаждения трансформатора	Напряжение короткого замыкания u к , %	Потери короткого замыкания Рк, Вт	Потери холостого хода Ро, Вт	Ток холостого хода io, %
79	60	10000	400	Y/Δ–11	естественное масляное	4	3300	1300	5
80	100	10000	400	Y/Δ–11		6	3300	1000	5
81	180	10000	400	Y/Δ–11		5,5	3900	1200	5
82	160	10000	400	Y/Δ–11		5	3600	1600	5,5
83	320	10000	400	Y/Δ–11		4,5	3800	2000	5,2
84	350	10000	400	Y/Y–12		5,5	4100	1300	5
85	200	10000	515	Y/Y–12		4,1	3100	1700	5,8
86	400	10000	515	Y/Y–12		4,5	2800	1400	4,9
87	120	10000	515	Y/Y–12		5,2	3000	1400	4,8
88	360	10000	515	Y/Y–12		5,5	3000	1400	4,8
89	160	10000	400	Y/Y–12		5,6	3300	1400	5
90	220	10000	515	Y/Y–12		6	3300	1500	4,1
91	380	10000	400	Y/Y–12		5,5	3400	1200	4,5
92	350	10000	400	Y/Y–12		5	3100	1600	5,5
93	200	10000	515	Y/Y–12		6	3400	1600	5,5
94	420	10000	400	Y/Y–12		3,5	3000	1500	5,2
95	400	10000	400	Y/Y–12		4,5	3300	1500	5
96	180	10000	400	Y/Y–12		5,5	3000	1600	5,8
97	100	6300	400	Y/Y–12		5,8	3400	1600	4,9
98	150	6300	400	Y/Y–12		5,5	3400	1400	4,8
99	120	6300	400	Y/Y–12		4,5	3500	1300	5,2
100	180	6300	400	Y/Y–12		6	3400	1600	4,8
101	200	6300	400	Y/Y–12		4	3300	1200	4,6
102	35	10000	400	Y/Y–12	естественное воздушное	6	3400	1600	5,1
103	50	10000	400	Y/Y–12		5,5	3400	1500	5,2
104	80	10000	400	Y/Y–12		5	3400	1700	4,8

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица Б1 Номинальные размеры (мм) и расчетные сечения (мм²)

 прямоугольного обмоточного провода шириной а≤ 2,7 мм

Высота провода b, мм	Расчетное сечение Sпр, мм­­2 при ширине провода а, мм
	1,35	1,45	1,56	1,68	1,81	1,95	2,1	2,26	2,44	2,63
3,8 4,1 4,4 4,7 5,1 5,5 5,9 6,4 6,9 7,4 8,0 8,6 9,3 10,0 10,8 11,6 12,5 13,5 14,5	4,92 5,33 5,73 6,14 6,68 7,22 7,76 8,43 9,11 9,78 10,6 11,4 12,4  __ __ __ __ __ __	5,30 5,74 6,17 6,61 7,19 7,77 8,35 9,07 9,79 10,5 11,4 12,3 13,3 __ __ __ __ __ __	5,72 6,19 6,65 7,12 7,75 8,37 8,99 9,77 10,6 11,3 12,3 13,2 14,3 15,4 __ __ __ __ __	6,17 6,68 7,18 7,79 8,36 9,03 9,7 10,6 11,4 12,6 13,2 14,2 15,4 16,6 __ __ __ __ __	6,67 7,21 7,75 8,3 9,02 9,75 10,5 11,4 12,3 13,3 14,4 15,5 1б,6 17,9 19,3 __ __ __ __	7,20 7,79 8,37 8,96 9,74 10,5 11,3 12,3 13,3 14,2 15,4 16,6 17,9 19,3 20,9 __ __ __ __	7,50 8,13 8,76 9,39 10,2 11,1 11,9 12,9 14,0 15,0 16,3 17,6 19,0 20,5 22,2 23,9 25,8 __ __	8,11 8,79 9,46 10,1 11,0 11,9 12,8 14,0 15,1 16,2 17,6 18,9 20,5 22,1 23,9 25,7 27,8 __ __	8,79 9,52 10,2 11,0 11,9 12,9 13,9 15,1 16,3 17,6 19,0 20,5 22,2 23,9 25,9 27,8 30,0 32,4 34,9	9,51 10,3 11,1 11,9 12,9 14,6 15,0 16,3 17,7 19,0 20,5 22,1 24,0 25,8 27,9 30,0 32,4 35,0 37,6

 

Таблица Б2 Номинальные размеры (мм) и расчетные сечения (мм²)

прямоугольного обмоточного провода шириной а≥ 2,7 мм

Высота провода b, мм	Расчетное сечение Sпр, мм­­2 при ширине провода а, мм
	2,83	3,05	3,28	3,53	3,8	4,1	4,4	4,7	5,1	5,5
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
3,8 4,1 4,4 4,7 5,1 5,5 5,9 6,4 6,9 7,4 8,0 8,6 9,3 10,0 10,8 1	10,3 11,1 12,0 12,8 13,9 15,1 16,2 17,6 19,0 20,4 22,1 23,8 25,8 27,8 30,1 2	11,1 12,0 l2,9 13,8 15,1 16,3 17,5 19,0 20,6 22,1 23,9 25,7 27,9 30,0 32,4 3	12,0 13,0 13,9 14,9 16,2 17,5 18,9 20,5 22,1 23,6 25,7 27,7 30,0 32,3 34,9 4	__ 14,0 15,0 16,1 17,5 18,9 20,3 22,1 23,9 25,6 27,7 29,9 32,3 34,8 37,6 5	__ 15,1 16,2 17,4 18,9 20,4 21,9 23,8 25,7 27,6 29,9 32,2 34,8 37,5 40,5 6	__ __ 17,1 18,4 20,0 21,7 23,3 25,3 27,4 29,4 31,9 34,4 37,2 40,1 43,4 7	__ __ __ __ 21,5 23,3 25,1 27,3 29,5 31,7 34,3 36,9 40,0 43,1 46,6 8	__ __ __ __ __ 25,0 26,8 29,2 31,5 33,9 36,7 39,5 42,8 46,1 49,9 9	__ __ __ __ __ 27,2 29,2 31,7 34,3 36,8 39,9 43,0 46,5 50,1 54,2 10	__ __ __ __ __ __ __ 34,3 37,1 39,8 43,1 46,4 50,3 54,1 58,5 11
11,6 12,5 13,5 14,5	32,3 34,9 37,7 40,5	34,9 37,6 40,7 43,7	37,5 40,5 43,8 47,1	40,5 43,6 47,2 50,6	43,6 47,0 50,8 54,6	4б,7 50,4 54,5 58,6	50,1 54,1 58,5 62,9	53,6 57,9 62,6 67,3	58,3 62,9 68,0 74,1	62,9 67,9 73,4 78,9

Примечания: 1. а - меньшая сторона сечения, b - большая сторона сечения.

2. Толщина изоляции провода на две стороны: нормальная изоляция, марка ПББО δ_и = 0,45 мм; усиленная изоляция, марка ПББО δ_и = 0,95; 1,35; 1,95; 2,95; 4,4; 5,8 мм.

3. Вес изоляции провода в % от веса металла провода

% ,

где  г/см³ – удельный вес изоляции провода;

, г/см³ – удельный вес металла провода;

,мм – толщина изоляции провода;

a ,b – размеры провода, мм.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Таблица В1 Размеры и сечения круглого обмоточного провода

Диаметр голого провода, мм	Сечение голого провода, мм2	Диаметр провода с изоляцией, мм	Вес изоляции провода в % от веса металла провода
			медный провод	алюминиевый провод
1	2	3	4	5
Провод марки ПЭЛБО
0,38 0,41 0,44 0,47 0,49 0,51 0,53 0,55 0,57 0,59 0,62 0,64 0,67 0,69 0,72 0,74 0,77 0,80 1	0,113 0,132 0,152 0,173 0,188 0,204 0,220 0,237 0,255 0,273 0,302 0,322 0,353 0,374 0,407 0,430 0,466 0,503 2	0,540 0,575 0,605 0,635 0,655 0,680 0,700 0,720 0,740 0,760 0,790 0,810 0,840 0,860 0,900 0,920 0,950 0,980 3	14 13,5 12 11,5 11 11 10 10 9,5 9 8,5 8,5 8,0 8,0 7,5 7,5 7,0 7,0 4	46 45 40 38 36 36 33 33 31 30 28 28 27 27 25 25 23 23 5
0,83 0,86 0,90 0,93 0,96	0,541 0,581 0,636 0,679 0,724	1,01 1,04 1,08 1,11 0,14	6,5 6,5 6,0 6,0 5,5	22 22 20 20 18
Провод марки ПБ
1,00 1,04 1,08 1,12 1,16 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45 1,50 1,56 1,62 1,68 1,74 1,81 1,88 1,95 2,02 2,10 2,26 2,44 2,63 2,83 3,05 3,28	0,785 0,849 0,916 0,985 1,06 1,131 1,23 1,33 1,43 1,54 1,65 1,77 1,91 2,06 2,22 2,38 2,57 2,78 2,99 3,20 3,46 4,01 4,68 5,43 6,29 7,31 8,41	1,30 1,34 1,38 1,42 1,46 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80 1,86 1,92 1,98 2,04 2,11 2,18 2,25 2,32 2,40 2,56 2,74 2,93 3,13 3,35 3,58	7,5 7,0 7,0 6,5 6,0 6,0 5,5 5,5 5,0 5,0 5,0 4,5 4,5 4,0 4,0 4,0 3,5 3,5 3,5 3,0 3,0 3,0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0	25 23 23 22 20 20 18 18 17 17 17 15 15 13 13 13 12 12 12 10 10 10 9 9 9 9 7

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Таблица Г1 Междуслойная изоляция в многослойных цилиндрических

обмотках из круглого провода

Рабочее напряжение между, двумя слоями обмотки Uмcл, В	Число слоев кабельной бумаги, умноженное на толщину листа, δмсл, мм	Выступ междуслойной изоляции на торцах обмотки на одну сторону, мм
до 1000 от 1001 до 2000 от 2001 до 3000 от 3001 до 3500 от 3501 до 4000 от 4001 до 4500 от 4501 до 5000 от 5001 до 5500	2×0,12 3×0,12 4×0,12 5×0,12 6×0,12 7×0,12 8×0,12 9×0,12	10 16 16 16 22 22 22 22

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Таблица Д1 Удельные потери при частоте 50 Гц и магнитная индукция стали в сильных полях

Марка	Толщина листа или ленты, мм	Удельные потери, Вт/кг, не более, при индукции, Тл, равной			Магнитная индукция, Тл, не менее, при напряженности магнитного поля А/м, равной
		1,0	1,5	1,7	100	1000	2500	5000	10000	30000
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

Горячекатаная сталь (ГОСТ 21427.3 – 75)

1211	1,00 0,50			5,8 3,3		13,4 7,7		–	–					–			1,53		1,63 1,64				1,76
1212	1,00 0,65 0,50			5,4 3,4 3,1		12,5 8,0 7,2											1,50		1,62				1,75			1,98
1213	1,00 0,65 0,50			4,7 3,2 2,8		10,7 7,5 6,5
1311 1312 1313	0,50			2,5 2,2 2,1		6,1 5,3 4,6											1,48		1,59				1,73			1,95
1411	0,50 0,35			2,00 1,60		4,4 3,6		–	–					–			1,46		1,57				1,72			1,94
1412	0,50 0,35			1,80 1,40		3,9 3,2																	1,71			1,92
1413	0,50 0,35			1,55 1,35		3,5 3,0											1,48		1,59				1,73			1,94
1511	0,50 0,35			1,55 1,35		3,5 3,0								1,30			1,46		1,57				1,70			1,90
1512	0,50 0,35			1,40 1,20		3,1 2,8								1,29			1,45		1,56				1,69			1,89
1513	0,50 0,35			1,25 1,05		2,9 2,5											1,44		1,55
1514	0,50 0,35			1,15 0,90		2,7 2,2
Продолжение таблицы Д1
1			2		3	4	5				6		7			8				9		10			11
Холоднокатаная изотропная сталь (ГОСТ 21427.2 – 83)
2011		0,65 0,50		3,80 3,50		9,0 8,0		–			–			1,48 1,49			1,60		1,70				1,80			2,02
2012		0,65 0,50   0,65		3,60 2,90   3,10   2,50 2,20   4,30 3,50   3,50   2,60   3,00 2,60   2,60   2,20   2,50 1,90 2,40   1,75 1,6		8,0 6,5   7,0   5,6 5,0   10,0								1,50			1,62		1,72				1,82			2,02
2013														1,53   1,54 1,52   1,45			1,64   1,65 1,62		1,74   1,75 1,72   1,66				1,85     1,75 1,78 1,77			2,05   2,00     2,02
		0,50
2014
																	1,58
2111		0,65 0,50   0,65   0,50   0,65 0,50     0,65 0,50   0,65 0,50 0,65   0,50 0,50 0,35 0,50   0,35 0,50 0,35
						8,0								1,46
																	1,59   1,60
						6,0   7,0 5,8     6,3 5,0   5,8 4,4 5,6   4,0 3,6   3,0 3,1   2,7 2,9 2,5													1,68
2112
														1,40			1,56		1,65				1,73 1,76			1,96     2,00
2211
														1,42			1,58 1,60   1,52		1,67 1,68   1,62				1,77
2212
														1,36									1,72 1,74 1,72   1,74 1,73   1,70			1,96     1,96   1,95
2311   2312   2411
														1,38			1,54		1,64
														1,40   1,37			1,56 1,49		1,66   1,60
																	1,50
				1,3										1,35
2412
				1,15
2413
Холоднокатаная анизотропная сталь (ГОСТ 21427.1 – 83)
3311 3411     3412     3413 3414   3415      3404     3405   3406   3407   3408		0,80 0,50 0,35   0,20 0,50 0,35 0,50   0,35 0,30 0,50 0,35 0,30   0,27 0,35   0,30 0,35 0,30   0,35   0,30 0,27 0,35 0,30 0,27 0,35 0,30 0,27 0,35 0,30 0,27		4,0     __		__ 2,45 1,75   1,50 2,10 1,50 1,75   1,30 1,19 1,50 1,10     1,03   0,97     __		__     1,90 1,75 __ 1,60 1,50   __ 1,50   1,40 1,60   1,50     1,40 1,38 1,43 1,33 1,27 1,36 1,26 1,20 1,30 1,20 1,14		__   1,58 1,58 __   1,60   __ 1,61     1,60   1,61 1,62   1,68   1,71		__ 1,45   __			1,75 1,75 1,75   1,70 1,80 1,80 1,85   1,85 1,85 1,88   1,88   1,85   1,90     __			__			__			__

 

Примечания: 1. Контролируемыми магнитными характеристиками являются удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл и магнитная индукция при напряженности магнитного поля 2500 А/м (кроме стали типов 340 и 331).

2. Анизотропия магнитной индукции вдоль и поперек прокатки при напряженности магнитного поля 2500 А/м для сталей типов 201, 211, 221 не должна превышать 0,13 Тл, типов 231, 241 – 0,16 Тл.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Конструкции трансформаторов

 

Рисунок Е1 Общий вид трансформаторов типов ТСМА-60/6-10 и ТСМА-100/6-10

Продолжение приложения Е

Рисунок Е2 Общий вид трансформатора типа ТСМА-320

 

1 – бак трансформатора; 2 – активная часть трансформатора; 3 – ртутный термометр; 4 – ввод обмотки НН; 5 – ввод обмотки ВН; 6 – переключатель; 7 – воздухоосушитель; 8 – маслорасширитель; 9 – пробка для дыхания; 10 – крюк; 11 – катки тележки трансформатора

Продолжение приложения Е

 

Рисунок Е3 Общий вид трансформаторов типов

ТМА-100/6-10, ТМА-180/6-10 и ТМА-320/6-10

 

а – общий вид трансформатора типа ТМА-100/6-10; б – общий вид трансформаторов типов ТМА-180/6-10 и ТМА-320/6-10; в – эскиз подъема выемной части трансформатора типа ТМА.

1 – бак трансформатора; 2 – выемная часть; 3 – рым-болт; 4 – пробка для дыхания; 5 –воздухоосушитель; 6 – ртутный термометр; 7 – ввод НН; 8 – ввод ВН; 9 – маслорасширитель; 10 –переключатель

 

Подписано в печать ______________________2009г.

Формат 60Ч84. Бумага типографская.

Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. ______. Усл. изд. л. _____.

Тираж 100 экз. Заказ №______.

Издательство Башкирского государственного аграрного университета.

Типография Башкирского государственного аграрного университета.

Адрес издательства и типографии: 450001, г.Уфа, ул. 50 лет Октября, 34.

Б1.В.ОД.9 Электрические машины и аппараты

 

РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА

 

Методические указания

к выполнению курсовой работы

 

Направление: 2.13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника

Профили подготовки: Энергообеспечение предприятий

 

 

Квалификация: бакалавр

Уфа 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение	4
1. Основные электрические величины	5
Вариант I 2. Определение основных размеров трансформатора	6
3. Расчет обмоток трансформатора	13
4. Расчет цилиндрической обмотки 1 из провода прямоугольного сечения	13
5. Расчет многослойной цилиндрической обмотки 2 из провода круглого сечения	16
6. Параметры и относительное изменение напряжения трансформатора	20
7. Механические силы в обмотках при коротком замыкании	22
8. Расчет магнитной системы трансформатора	22
9. Коэффициент полезного действия	27
Вариант II 2. Определение основных размеров трансформатора	29
3. Расчет обмоток трансформатора	33
4. Расчет цилиндрической обмотки 1 из провода прямоугольного сечения	33
5. Расчет многослойной цилиндрической обмотки 2 из провода круглого сечения	36
6. Параметры и относительное изменение напряжения трансформатора	39
7. Механические силы в обмотках при коротком замыкании	41
8. Расчет магнитной системы трансформатора	42
9. Коэффициент полезного действия	47
Библиографический список	48
Приложения	49

ВВЕДЕНИЕ

 

Проектирование трансформаторов включает в себя расчет и их конструирование. В данных методических указаниях к курсовой работе рассматривается только расчет силовых трехфазных трансформаторов с масляным охлаждением в диапазоне мощностей до 5000 кВА и напряжением до 35 кВ.

Известно, что наибольшее распространение в трансформатостроении получили силовые трансформаторы со стержневыми магнитопроводами, как наиболее простые и удобные в конструктивном отношении по сравнению с трансформаторами броневого типа. Трансформаторы броневого типа в России в основном используются в маломощных радиотехнических установках. Трансформатор со стержневым магнитопроводом обладает лучшими условиями охлаждения обмоток и сердечника, доступностью осмотра обмоток при ревизии трансформатора, простотой сборки и ремонта сердечника и т.д [1].

В данных методических указаниях к курсовой работе в краткой и доступной форме излагается методика расчета силовых трансформаторов без подробного рассмотрения ряда второстепенных деталей и узлов имеющих значение при заводском проектировании. Тем не менее это пособие поможет студенту получить возможность за короткий срок, отводимый на выполнение курсовой работы, овладеть основами расчета трансформаторов.