Курсовая с практикой на тему Расчет масляного трансформатора типа ТМ-160/6/0,4

Содержание:

Задание 3
Введение 4
1 Определение основных электрических величин и 6
главной изоляции обмоток 6
2 Выбор конструкции магнитопровода, марки стали и индукции 8
3 Определение основных размеров трансформатора 11
4 Расчет обмоток НН и ВН 15
5 Расчет обмотки НН 18
6 Расчет обмотки высшего напряжения 21
7 Расчет параметров короткого замыкания 25
8 Расчет магнитной системы трансформатора 31
Список литературы 38

Введение:

Трансформаторы масляные серии ТМ с естественным воздушным охлаждением предназначены для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения в трех-фазных сетях энергосистем и потребителей электроэнергии в составе элект-роустановок наружного или внутреннего размещения. В трансформаторах типа ТМ температурные изменения объема масла компенсируются за счет маслорасширительного бака, расположенного на верхней крышке транс-форматора.
Для предотвращения попадания в трансформатор влаги и промышлен-ных загрязнений при колебаниях уровня масла расширительный бак снаб-жен встроенным воздухоочистителем.
Гофрированный бак трансформатора также обеспечивает необходи-мую поверхность для естественного охлаждения без применения съемных охладителей, что значительно увеличивает надежность трансформатора.
Трансформаторы ТМ-160/6 заполняются трансформаторным маслом гидрокрекинга марки ГК (ГОСТ 10121-76) с пробивным напряжением в стандартном разряднике не менее 40 кВ.
Основными элементами конструкции трансформатора являются магни-топровод и катушки с обмотками.
В трансформаторах серии ТМ для магнитопровода применяется хо-лоднокатаная сталь 3404 толщиной 0,35 мм с жаростойким покрытием.
Конструкция магнитопровода – бесшпилечная, шихтовка выполняется с косыми стыками с целью снижения потерь и тока холостого хода (при та-ком расположении листов линия магнитной индукции совпадает с направле-нием проката стали).
Чтобы магнитный поток распределялся по сечению ярма так же, как в стержне, сечение ярма повторяет сечение стержня, за исключением двух крайних пакетов, ширина которых принимается равной ширине второго па-кета, что способствует более благоприятной прессовке ярма.
При изготовлении трансформаторов применяют алюминиевый или медный (в зависимости от габаритов машины) провод марки АПБ или ПБ соответственно. Трансформаторы с алюминиевыми обмотками обеспечивают полноценную замену трансформаторов с медными обмотками, так как они могут иметь те же параметры холостого хода и короткого замыкания.
Катушки трансформаторов представляют собой совокупность обмоток и системы изоляции обеспечивающие нормальную работу в заданных усло-виях окружающей среды. Обмотки изготавливаются из изолированных про-водов; кроме того, предусматривается изоляция катушек от магнитопровода, междуслоевая изоляция, междуобмоточная изоляция, внешняя (наружная) изоляция катушек.
Изоляция обмотки от стержневых и броневых магнитопроводов осу-ществляется при помощи каркасов, изготовляемых из негигроскопичного материала, обладающего требуемой электрической и механической прочно-стью. Простейший и наиболее распространенный тип каркаса представляет собой гильзу, изготовляемую из электротехнического картона (электрокар-тона). Часто применяются склеенные из электрокартона каркасы. При массо-вом производстве трансформаторов используются сборные каркасы, изго-товляемые из твердых изоляционных материалов (гетинакса или текстолита) или прессованные из пластмассы каркасы.
Кроме магнитопровода и обмоток в конструкцию трансформатора ма-лой мощности входят детали для сборки отдельных частей сердечника, крепления собранного трансформатора, клеммы для присоединения концов обмоток, охлаждения магнитопровода и катушек, защиты от механических повреждений и влагозащиты.
Во всех трансформаторах применяют вводы съёмной конструкции, а для увеличения поверхности охлаждения используют навесные прямоточные радиаторы из круглых или овальных труб, за исключением трансформато-ров мощностью до 100 кВ А, где могут быть гладкие баки и баки с прива-ренными ребрами

Фрагмент текста работы:

2 Выбор конструкции магнитопровода, марки стали и индукции
Магнитная система служит конструктивной и механической основой трансформатора. Магнитопроводы современных трансформаторов собирают из рулонной холоднокатаной анизотропной электротехнической стали марок 3404, 3405, 3406, 3407, 3408 толщиной 0,35; 0,3; 0,27 мм. Для уменьшения трудоемкости изготовления и стоимости магнитопровода в большинстве силовых трансформаторов используют более дешевые марки стали 3404 и 3405 с толщиной листов 0,35 мм. В проекте выбрана сталь 3404.
Для уменьшения потерь на вихревые токи холоднокатаные стали изготавливают с двусторонним термостойким электроизоляционным покрытием. Изоляционные покрытия уменьшают чистую площадь стали, что учитывают коэффициентом заполнения стали k_З, численно равным отношению чистого сечения стали к полному сечению пакета. Для холоднокатаных сталей с термостойким покрытием при толщине листов стали 0,35 мм k_З=0,97. При прессовке стержней расклиниванием с внутренней обмоткой (S_н≤630кВА) указанные выше значения k_Зуменьшить на 0,01, то есть принимаем k_З=0,96.
Стержни и ярма плоской стержневой магнитной системы в поперечном сечении (рис. 1) имеют форму ступенчатой фигуры, составленной из пакетов пластин электротехнической стали. Диаметр d окружности, описанной вокруг ступенчатой фигуры сечения стержня, называется диаметром стержня и является одним из основных размеров трансформатора.
Ширину пакетов, образующих стержень, выбирают так, чтобы получить наибольшее сечение стержня при минимальных отходах стали. Число ступеней в сечении стержня равно числу пакетов пластин в одной половине круга. Увеличение числа ступеней повышает коэффициент заполнения круга k_КР площадью ступенчатой фигуры, что уменьшает диаметры, массу и стоимость обмоток трансформатора, но усложняет технологию изготовления магнитопровода.

Рис. 1. Основные размеры трансформатора
Предварительно по табл. 2.1 [2] выбираем число ступеней и коэффициент k_КР для заданной мощности трансформатора.
Ориентировочный диаметр стержня d=0,15 м, число ступеней 6, коэффициент k_КР=0,913.
Коэффициент заполнения сталью площади круга, описанного вокруг ступенчатой фигуры сечения стержня равен:
k_С=k_КР∙k_З=0,913∙0,96=0,876
При диаметре стержня до 0,22 м стержни прессуют расклиниванием с обмоткой, сечение стержня без канала. В коэффициенте k_КР учтено наличие каналов в сечении стержня.
Значения расчетной магнитной индукции B_С в стержнях трансформатора с удовлетворительными потерями и током холостого хода, при близком к минимальному расходу стали, приведены в табл. 2.2 [2]. Принимаем B_С=1,6 Тл.