Курсовая работа: Проектирование и расчет силового трансформатора

Основными параметрами трансформатора являются:

• Sном– номинальная мощность, кВ∙А;
• UВН – напряжение обмотки ВН (линейное), кВ;
• UНН – напряжение обмотки НН (линейное), кВ;
• uк – напряжение короткого замыкания, дано в процентах от UВН;
• io – ток холостого хода, дан в процентах от тока I1ном;
• РK – потери короткого замыкания (потери в обмотках), кВт;
• Ро - потери холостого хода (потери в магнитопроводе), кВт.

В качестве материала обмоток в современных трансформаторах используют медь, либо алюминий, а в качестве материала магнитопровода используют холоднокатаную трансформаторную сталь толщиной не более 0,35 мм.
Для регулирования выходного напряжения трансформаторов используют два вида устройств для переключения витков одной из обмоток, обычно ВН:

• устройство РПН – происходит переключение витков под нагрузкой;
• - устройство ПБВ – происходит переключение без возбуждения (без тока).

Для сухих трансформаторов используется устройство ПБВ, что упрощает и удешевляет этот способ переключения, не требуя дугогашения устройства.
Под основными размерами трансформатора понимают следующие величины:

• d – диаметр стержня, то есть диаметр окружности, в которую вписана ступенчатая фигура пакета стержня магнитопровода;
• ℓ - высота обмотки (в осевом направлении);

В то же время мощность трансформатора S′, приходящаяся на один стержень, определяется произведением площади стержня на площадь окна, то есть мощность определяется 4-й степенью линейного размера трансформатора:
S′= 2,22f(Вс ·jср)· Пфс·Пок·(Kc ·Kо),
где f – частота сети; Вс – амплитуда магнитной индукции в стержне; jср – средняя плотность тока в обмотках; Пфс – площадь ступенчатой фигуры магнитопровода; Пок – площадь окна, занимаемого обмоткой; Kc, Kо – коэффициенты заполнения магнитопровода и обмоток.
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 тепловой режим устройства;
• оценить эксплуатационные свойства спроектированного трансформатора;
• - определить массу и стоимость трансформатора.

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