Курсовая работа: Проектирование и расчет силового трансформатора

Выполнить расчет силового трехфазного сухого трансформатора с плоской магнитной системой.
Основными параметрами трансформатора являются:

Таблица 1 – Исходные расчетные данные

Согласно варианта № 9, выбраны следующие параметры, конструкции и материалы: (из пункта 6.1-до класса нагревостойкости)

• магнитопровод плоский шихтованный из холоднокатанной рулонной стали марки 3404 толщиной 0,3 мм;
• конструкция магнитопровода с креплением ярма балки и прессованием стержня расклиниванием для диаметра стержня до 0,22 м и креплением бандажами из стекловолокна свыше 0,22 м;
• материал обмоток - алюминий;
• план шихтовки магнитной системы с косыми стыками в 4-х и прямыми в 2-х углах;
• технология изготовления пластин со срезанием заусенцев после резки с отжигом, изоляция пластин лаком;
• полуступенчатая форма ярма;
• технология сборки магнитной системы на горизонтальном столе с последующей расшихтовкой верхнего ярма для установки катушек;
• плотность тока обмоток не более 1,8 А/мм² для алюминия;
• конструкция катушек НН цилиндрическая двухслойная из прямого провода;
• конструкция катушки ВН цилиндрическая многослойная из круглого провода;
• минимальная ширина канала между слоями обмоток 4 мм, если большая ширина не потребуется по условиям охлаждения;
• амплитуда индукции предварительно принимается в стержне магнитопровода 1,5 Тл.

класс нагревостойкости изоляции F;
В результате расчета необходимо:

• выбрать конструкцию магнитопровода и главной изоляции;
• определить основные размеры;
• выбрать конструкцию и произвести расчет обмоток ВН и НН;
• определить параметры короткого замыкания (u_K; Р_K), произвести оценку механических усилий при коротком замыкании;
• определить параметры холостого хода (Ро; io);
• оценить эксплуатационные свойства спроектированного трансформатора;
• определить массу трансформатора.

Полученные в расчете значения должны отличаться от заданных не более, чем на ±7,5%для u_K и Р_Kи превышать заданные не более, чем на 10%для Ро и 20% для тока холостого хода io. Исходные расчетные данные приведены в таблице 1.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………… 7

1. Расчетная часть…………………………………………………………….. 9
   1. Расчет основных электрических параметров…………………………. 9
      1. Определение мощности одной фазы и мощности приходящейся

на один стержень……………………………………………………………… 9
1.1.2 Определение фазных напряжений и токов……………………… 9
1.1.3 Активная и реактивная составляющая напряжения короткого
Замыкания……………………………………………………………………… 10

1. Определение главной и продольной изоляции……………………….. 10
2. Определение основных параметров трансформатора……………… 11
   1. Определение диаметра стержня d трансформатора……………. 12
   2. Определение среднего диаметра витка D₁₂ и среднего

диаметра обмоток НН и ВН (D_ср1 и D_ср2) предварительно…………………… 14

1. Предварительный расчет обмоток НН и ВН…………………………. 14
   1. Расчёт числа витков обмоток НН и ВН…………………………. 15
   2. Разделение заданной мощности потерь короткого замыкания P_к

между обмотками НН и ВН……………………………………………………. 15

1. Определение ширины реек для обмоток………………………… 16
2. Оценка теплового режима обмоток НН и ВН…………………… 16
3. Расчёт обмоток…………………………………………………………. 17
   1. Расчет обмоток низшего напряжения………………………….. 17
   2. Расчёт обмотки высшего напряжения……………………………. 19
4. Расчёт параметров короткого замыкания…………………………… 22
   1. Определение потерь короткого замыкания……………………. 22
   2. Расчет напряжения короткого замыкания……………………….. 22
5. Определение размеров магнитной системы и параметров холостого

хода……………………………………………………………………………… 23

1. Расчет стержней и ярма ступенчатой формы……………………. 23
2. Расчет длины средней магнитной линии………………………… 25
3. Размеры пакетов (ступеней) в поперечном сечении стержней

и ярма……………………………………………………………………………. 25

1. Определение объемов ступеней магнитопровода участков…… 26
2. Определение массы ступеней магнитопровода……………….. 26
3. Определение мощности потерь в стали магнитопровода

и его массу……………………………………………………………………… 27

1. Определение амплитуды индукции в стрежне и ярме………….. 27
2. Определение намагничивающей мощности и тока

холостого хода…………………………………………………………………. 27
2 Конструктивно-технологическая часть……………………………………… 28
2.1 Оценка эксплуатационных свойств спроектированного
трансформатора …………………………………………………….…………… 28
2.1.1 Расчет и построение внешних характеристик……………............. 28
2.1.2 Расчет и построение энергетических характеристик………..….. 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………. 32
ПРИЛОЖЕНИЕ А ………………………...…………………………………… 33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………… 36