Расчёт трансформатора.

ВВЕДЕНИЕ. Силовой трансформатор является одним из важнейших элементов каждой электрической сети. Назначение силовых трансформаторов - преобразование электрической энергии в электрических сетях и установках, предназначенных для приема и использования электрической энергии. Необходимость распределения энергии по разным радиальным направлениям между многими мелкими потребителями приводит к значительному увеличению числа отдельных трансформаторов по сравнению с числом генераторов. Коэффициент полезного действия трансформаторов очень велик и для большинства составляет 98-99%, однако необходимость многократной трансформации энергии и установки в сетях трансформаторов с общей мощностью, в несколько раз превышающей мощность генераторов, приводит к тому, что общие потери энергии во всем парке трансформаторов достигают существенных значений. Поэтому важнейшей задачей в настоящее время является задача существенного уменьшения потерь энергии в трансформаторах, т. е. потерь холостого хода и потерь короткого замыкания. Уменьшение потерь холостого хода достигается главным образом путем применения холоднокатаной, рулонной электротехнической стали, с улучшенными магнитными свойствами. Уменьшение потерь короткого замыкания достигается главным образом понижением плотности тока за счет увеличения массы металла в обмотках. Сокращение расхода изоляционных материалов, трансформаторного масла и металла, употребляемого на изготовление баков и систем охлаждения достигается путем снижения изоляционных расстояний, при улучшении изоляционных конструкций на основе совершенствования технологии обработки изоляции и применение новых средств защиты трансформаторов от перенапряжений. Задачей данного проекта является расчет трехфазного силового трансформатора класса напряжения 35 кВ мощностью 4000 кВА, с регулированием напряжения под нагрузкой, имеющего в номинальном режиме основные показатели, близкие к показателям серийного аналога. 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. Линейные и фазные токи ВН и НН. Линейные токи обмоток ВН и НН можно рассчитать по формуле: (1.1) Линейный ток для обмотки НН (соединение звездой): Линейный ток для обмотки ВН: Фазный ток для обмотки НН: (1.2) Фазный ток для обмотки ВН (соединение треугольником): Фазное напряжение обмотки НН: Фазное напряжение ВН: (1.3) Испытательное напряжение обмоток. Так как номинальное напряжение обмотки ВН равно 35000 В, а обмотки НН 10500 В, то по ГОСТ 1516-73 испытательное напряжение обмотки ВН равно 85000В, а обмотки НН 45000 В. Активная и реактивная составляющая напряжения короткого замыкания. Активная составляющая вычисляется по формуле (1.4): (1.4) Реактивная составляющая вычисляется по формуле (1.5): (1.5) 2. РАСЧЕТ ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ ТРАНСФОРМАТОРА. Выбор схемы и конструкции магнитопровода. Так как мощность проектируемого трансформатора 4000кВА, то можно использовать схему шихтовки магнитопровода с прямыми стыками на средней фазе. Данная схема шихтовки изображена на рисунке 2.1: Позиция 1 Позиция 2 Рис.2.1. Схема шихтовки магнитопровода. Косых стыков 4, прямых-3. Число ступеней стержня 8. Коэффициент заполнения площади круга Ккр=0,9 Ориентировочный диаметр стержня 0,34м Коэффициент усиления ярма Кя=1,02 Прессовка ярма производится балками, стянутыми полубандажами. Число ступеней ярма 8 Коэффициент заполнения (сталь 3414 толщиной с двусторонним жаростойким покрытием керамическими или оксидными пленками) Кз=0,95 Общий коэффициент заполнения сталью площади круга Выбор и определение индуктивности в стержне и ярме магнитопровода. Индуктивность в стержне ВС для стержня из марки стали 3414 при мощности проектируемого трансформатора 4000кВА Индуктивность в ярме определяется по формуле (2.1): (2.1)

Задачей данного проекта является расчет трехфазного силового трансформатора класса напряжения 35 кВ мощностью 4000 кВА, с регулированием напряжения под нагрузкой, имеющего в номинальном режиме основные показатели, близкие к показателям серийного аналога.

1. Н.Д. Монюшко, Э.А. Сигалов, А.С. Важенин «Расчет трансформаторов. Учебное пособие по курсу «Электрические машины» для студентов-заочников» - Челябинск: ЧПИ, 1986г.
2. Н.Д. Монюшко, Э.А. Сигалов, А.С. Важенин «Расчет трансформаторов. Конструкция и тепловые расчеты. Учебное пособие по курсу «Электрические машины» для студентов-заочников» - Челябинск: ЧПИ, 1987г.