Проектиране на силов трифазен трансформатор

Определяне на дизайна и размерите на магнитната сърцевина, избор на вида на намотките и размерите на намотката, избор на изолация, изчисляване на параметрите на късо съединение и празен ход, изчисляване на конструкцията на трансформаторни кранове и разработване на неговата охладителна система.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано наhttp://www.allbest.ru/

федерална образователна агенция

GOU VPO "Уралски държавен технически университет - UPI"

Проектиране на силов трифазен трансформатор

Насоки за проектиране на студентски курс

654500 - "Електротехника, електромеханика и електротехнологии" и 140610 - "Електрообзавеждане и електротехнически съоръжения на предприятия, организации и учреждения"

по дисциплина "Електрически машини"

Екатеринбург 2007 г

Задачата за проектиране на трансформатор включва: определяне на дизайна и размерите на магнитната верига, избор на вида на намотките и размерите на намотъчния проводник, избор на изолация, изчисляване на параметрите на късо съединение и празен ход, изчисляване на конструкцията на трансформаторните кранове. Освен това е необходимо да се разработи охладителна система, устройства за управление на режимите на работа и защита, както и други структурни елементи, които позволяват комбинирането на отделни компоненти в едно устройство.

В същото време трансформаторът трябва да отговаря на определените изисквания, параметри и характеристики, трябва да има рационални показатели за тегло и размери, да може да се произвежда в производство и да отговаря на изискванията на стандартите за такива устройства.

Проектирането на трансформатор, както всяко техническо устройство, е задача заоптимизиране, тъй като необходимите технически характеристики могат да бъдат реализирани от конструкции със значително различни тегла, размери, цена, надеждност и др.

Помислете за основните връзки, които са в основата на дизайна на трансформатора.

Фазовото напрежение може да се получи приблизително от добре известната формула [1]

къде е честотата на мрежата;

- индукция в сърцевината на магнитната верига;

PS - сечение на пръта;

w е броят на навивките във фазата.

Големината на фазовия ток се изразява чрез плътността на тока и напречното сечение на проводникаPpr

Заместването на изразите за напрежение (1.2) и ток (1.3) във формула (1.1) дава следната връзка за мощност

Продуктът от напречното сечение на проводника и броя на навивките, включени в (1.4), се определя като напречното сечение на намотката (мед)

За силови трансформатори мрежовата честота е зададена и стойностите на индукцията и плътността на тока са в много тесни граници. По този начин мощността на трансформатора е пропорционална на напречното сечение на магнитната верига (стомана) и на напречното сечение на намотката (мед)

Следователно, трансформатор с необходимата мощност може да бъде направен с различни съотношения на обемите (теглото) на стомана и мед. Освен това, дори при фиксирани стойности на напречното сечение на медта, намотките могат да бъдат направени тесни и високи, или обратно, широки и ниски. Очевидно е, че промяната в геометричните размери на намотката ще доведе до промяна в такива важни величини като мощност и напрежение на късо съединение.

По правило при проектирането на трансформатор е необходимо да се определи най-рационалният дизайн по отношение на показателите за тегло, размер и цена, което се постига чрез рационален избор на дизайна на магнитната верига и намотките,основните размери на трансформатора и специфичните натоварвания на активните материали - индукция в магнитопровода и плътност на тока в намотките. Такова проектиране е много сложна и отнемаща време задача.

Значително опростяване на проектната задача е възможно, ако има дългогодишен опит в проектирането, създаването и експлоатацията на такива устройства. Въз основа на такъв опит са създадениметоди за проектиране, при които най-рационалните съотношения на геометричните размери, електромагнитните натоварвания се определят под формата на доста прости зависимости. Ясно е, че такива техники са с ограничена стойност, тъй като значителна промяна в дизайна (например преходът от плосък към триизмерен дизайн на магнитна верига), използването на нови материали (студено валцувани, анизотропни стомани), промяна в съотношението на цените на основните материали може значително да промени основните оптимални съотношения на устройството.

В нашата страна методът, предложен от П. М. Тихомиров [4], се счита за най-разумният. При тази техника критерият за ефективност е коефициентът, равен на съотношението на средната дължина на завоя на двете намотки на трансформатора към тяхната височина, т.е.

Тази стойност може да варира в широк диапазон и практически се променя в съществуващите серии трансформатори от 1,4 до 3,5. В същото време относително тесните и високи трансформатори съответстват на по-малки стойности, а широките до ниски съответстват на големи стойности. По-малките стойности съответстват на по-ниска консумация на стомана и по-висока консумация на мед. Тъй като теглото на стоманата се увеличава, теглото на медта намалява.

Следователно изборът на едното или другото значително ще повлияе не само на съотношението на размерите на трансформатора, но и на съотношението на теглата на активните и други материали, т.е. в крайна сметка цената на трансформатора.

Целта на този образователен проект е да се придобият умения за най-простия вид инженерна дейност - проектиране на конкретно устройство по стандартна методика по известно техническо задание. Обект на учебния проект е силов трифазен двунамотков трансформатор с плоска асиметрична магнитна система и маслено охлаждане.

Обяснителната бележка трябва да съдържа:

1. определяне на основните електрически величини;

2. определяне на основните размери и изолационните междини;

3. избор на конструкция и изчисляване на трансформаторни намотки;

4. изчисляване на параметрите на късо съединение;

5. Изчисляване на магнитопровода;

6. изчисляване на параметрите на празен ход;

8. термично изчисление.

9. проектиране и разработване на техническа документация. (въпреки че този етап е отделен, проучването на дизайна се извършва едновременно с проектирането на всеки етап).

Графичната част на проекта е чертеж на общ изглед на трансформатора.

Варианти на техническото задание са дадени в табл. 2.2. Опции 1-17 - трансформатори с намотки от медна жица, 18-34 - с намотки от алуминиева тел. Броят на контролните стъпки и контролните граници за всички проектирани трансформатори са еднакви: 4 стъпки от 2,5% Unom.

Класификация на силови трансформатори с общо предназначение по размери