Электрические машины

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Января 2011 в 17:33, курсовая работа

Краткое описание

Силовой трансформатор является одним из важнейших эле¬ментов электрической сети. Передача электрической энергии на большие расстояния от места ее производства до места потреб¬ления требует в современных сетях не менее чем шестикратной трансформации в повышающих и понижающих трансформа¬торах. Так, при напряжении на шинах электростанции 15,75 кВ в современной сети часто применяется последовательность шести трансформаций напряжения с учетом падения напряжения на линиях передачи: 15,75 на 525 кВ; 500 на 242 кВ; 230 на 121 кВ; 115 на 38,5 кВ; 35 на 11 кВ; 10 на 0,4 или 0,69 кВ.

Содержание работы

Техническое задание;

Содержание проекта;

Введение;

1.Определение основных электрических величин и изоляционных промежутков трансформатора;
2.Выбор главных размеров трансформатора;
3.Выбор конструкции и расчет обмоток трансформатора;
3.1 Выбор типа обмотки низкого напряжения

3.2 Выбор типа обмотки высокого напряжения

4.Расчет характеристики короткого замыкания и стойкости обмоток при возникновении короткого замыкания;
4.1 Потери короткого замыкания;

4.2 Расчет напряжения короткого замыкания;

4.3 Расчет механических сил в обмотках;

4.4 Расчет обмоток на механическую прочность;

4.5 Расчет температуры нагрева обмоток при возникновении КЗ;

5.Расчет магнитной системы;
5.1 Определение размеров и массы магнитопровода;

5.2 Расчет потерь холостого хода;

5.3 Расчет тока холостого хода;

5.4 Расчет коэффициента полезного действия при нормальной нагрузке;

6.Тепловой расчет и расчет системы охлаждения;
7.Определение массы трансформатора;
Список литературы;

Скачать целиком (956.77 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Содержимое работы - 1 файл

Курсовой проект по Электрическим машинам.doc

— 1.28 Мб (Скачать файл)

      кq – коэффициент учета неравномерного распределения витков по высоте.

      β – коэффициент учитывающий массогабаритные размеры.

     4.2.3  Определим напряжение короткого замыкания

  
 

     4.3.     Расчет механических  сил в обмотках.

     4.3.1   Установившийся ток  короткого замыкания,  А,

     4.3.2   Мгновенное максимальное  значение тока  короткого замыкания,  А,

     где 

     4.3.3  Определим радиальную  силу, Н,

    4.3.4   Определим полную  осевую силу, Н,

     Вторая составляющая осевой силы равна 0, т.к. регулировочные витки располагаются по высоте всего наружного слоя.  

     4.4.     Расчет обмоток  на механическую  прочность.

     4.4.1   Напряжение на  сжатие, МПа, в  проводе обмотки  низкого напряжения.

     4.4.2  Напряжение сжатия на прокладках обмотки низкого напряжения

     4.5.   Расчет температуры  нагрева обмоток  при коротком замыкании

     4.5.1   Температура обмотки  0С, через tк = 4 с. после возникновения короткого замыкания.

     Что ниже допустимой температуры для  алюминиевой обмотки 2000С.

     4.5.2. Время достижения температуры 2000С, с,

 

  
 
 
 
 
 
 
 
 

5.  РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ  СИСТЕМЫ 

5.1   Определение размеров  и массы магнитопровода

     Выбираем трехстержневую конструкцию магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и с прямыми на среднем. Прессовку стержня осуществляем бандажами из стеклоленты, ярм – шпильками, проходящими вне активной стали марки 3405 толщиной 0.3 мм.

     5.1.1 Расстояние между осями обмоток, см,

По результатам расчета принимаем

     5.1.2  Выписываем из таблицы сечение стержня и ярма, объема угла.

ПФ,С = ; ПФ,С =

hЯ =  ; VУ =

   5.1.3  Определяем высоту окна, см,

По результатам расчета принимаем =100см.

    5.1.4 Определяем массу  угла, кг,

     5.1.5  Масса стержней, кг,

     5.1.6  Масса ярм, кг,

     5.1.7. Масса стали магнитопровода, кг,

     5.2    Расчет потерь холостого хода

     5.2.1     

Среднее значение индукции в углах возьмем равным индукции в стержне

Из таблицы  находим значения удельных потерь и  коэффициенты увеличения потерь для  углов с прямыми и косыми стыками

pC=

pЯ=

ккр =

кк = .

     5.2.3  Потери в магнитопроводе, Вт.

 

     5.3  Расчет тока холостого хода трансформатора

     5.3.1   Средняя индукция  в косом стыке,  Тл,

     Из таблицы находим значение удельных намагничивающих мощностей стержней, ярм, прямого и косого стыков и коэффициенты увеличения намагничивающей мощности для углов с прямыми и косыми стыками

qC = .  qЗ,C = .

qЯ = .  qЗ,Я =.

qК,З = .   к’пр =

                       кк’=

     5.3.2    Полная намагничивающая мощность, ВА,

 

     5.3.3    Относительное значение  тока холостого  хода, %

что равно заданному.

     5.3.4    Относительное значение реактивной составляющей тока холостого хода,%,

     5.3.5   Относительное значение реактивной составляющей тока холостого хода.

      5.4   Расчет коэффициента полезного действия при номинальной нагрузке.

Принимаем cos φ = 1, что допустимо.

 

 
 
 
 

6. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ  ТРАНСФОРМАТОРА 

6.1.1  Удельная тепловая  нагрузка обмотки  НН, Вт/м2 ,

Коэффициент закрытия поверхности  витка 

Периметр  одного хода, т.е. полувитка, мм,

6.1.2  Удельная тепловая  нагрузка обмотки  ВН, Вт/м2 ,

Коэффициент закрытия поверхности  витка 

 Обмотка намотана  на бакелитовый цилиндр и имеет  один осевой канал.

6.1.3  Превышение температуры  обмоток над температурой масла

Обмотка НН: 

Обмотка ВН: 

6.1.4  Определяем размеры  бака и поверхность  охлаждения бака  и крышки 

Находим ширину бака, см. 

где  a0Б – изоляционное расстояние от внешней обмотки до стенки бака.

Определяем  длину бака, см.

где  А- расстояние между осями стержней магнитопровода.

Определяем  глубину бака, см.

где  Н – высота окна

      hя – высота ярма

      hя,кр – сумма расстояний от магнитопровода до дна и крышки бака

Гладкий овальный бак

      Определяем  допустимое среднее превышение температуры  масла над воздухом из условия, чтобы  температура наиболее нагретой катушки обмоток превышала температуру воздуха не более, чем допускает ГОСТ 11677-85, т.е.

      Для этого превышения температуры определяем превышение температуры масла в верхних слоях

Определяем  поправку  

По таблице  определяем qБ = .

6.1.5   Потери отводимые  с поверхности  бака,

6.1.6  Потери отводимые  с поверхности  радиаторов,

6.1.7  Необходимая поверхность радиаторов

      По  таблице выбираем два радиатора  НР =      мм;  Н0,Р =     мм;           с двумя рядами труб  ПР =    м2;      МР =     кг;      ММ,Р =     кг.

6.1.8  Уточняем  qБ ,  Вт/м2 ,

      По  таблице находим 

6.1.9    Определяем превышение  температуры обмоток  над воздухом.

      Обмотка НН и обмотка ВН

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ  ТРАНСФОРМАТОРА 

7.1  Масса активной  части, кг.

7.2 Масса проводов, кг.

7.3  Масса бака с  радиаторами, кг.

где    

      

7.4   Общая масса масла,  кг.

7.5  Объем бака 

7.6  Объем активной части трансформатора

7.7  Общая масса трансформатора

 
 
 
 
 
 

Таблица 2.

Наименование НН ВН
1.  Мощность одной фазы, кВА.  
2.  Номинальный линейный ток, А.    
3.  Номинальный фазный ток, А.    
3.  Фазные напряжения, В.    
4.  Активная составл. напряжения  КЗ, %.  
5.  Реактивная составляющая напряжения  КЗ, %.  
6.  Испытательные напряжения, кВ.    
7.  Диаметр стержня, см.  
8.  ЭДС витка, В.  
9.  Высота обмотки, см.  
10. Тип  обмотки винтовая, двухходовая. цилиндрич многослойная.
11. Число витков обмотки    
12. Число витков в катушке    
13. Количество катушек 1 1
14. Число витков в слое    
15. Провод (марка, размер), мм.
16. Сечение провода, мм2    
17. Сечение витка, мм2    
18. Плотность тока  А/мм2    
19.  Осевой размер обмотки, мм    
20. Радиальный размер обмотки, мм    
21.  Диаметр обмотки, мм

наружный

внутренний

  
 		  
 
22. Масса провода, кг    
23. Потери в обмотках, Вт    
24. Плотность теплового потока, Вт/м2.    
25. Основные потери обмотки, Вт.    
26. Масса металла обмотки, кг.    
27.  Добавочные потери в обмотке, кг.    
28. Основные потери в отводах, Вт.    
29. Масса отводов, кг.    
30.  Длина отводов, см.    
31. Потери в стенках бака, Вт.    
32.  Полные потери короткого замыкания, Вт.    
33. Активная  составляющая напряжения, %    
34. Реактивная  составляющая напряжения, %  
35. Установившийся  ток КЗ, А.  
36. Мгновенное  макс. значение тока КЗ, А.  
37.  Радиальная сила, Н.  
38.  Полная осевая сила, Н.  
39. Напряжение  на сжатие, в проводе обм. ,МПа.    
40. Напряжение  на сжатие, на прокладках обмотки,  МПа.     
41.  Температура обмотки через 4с  после возникновения короткого  замыкания, С0.  
42. Время  достижения температуры 200 0С, с.    
43. Расстояние между осями обмоток, см.    
44. Высота  окна, см.  
45. Масса  угла, кг.  
46. Масса  стержней, кг.  
47. Масса  ярм, кг.  
48. Масса  стали магнитопровода, кг.  
49. Сечение  стержня, см2.  
50. Сечение  ярма, см2.  
51. Ширина  пластин, см.  
52. Объем  угла, дм3.  
53. Индукция  в стержнях, Тл.  
54. Индукция  в углах, Тл.  
55. Потери  в магнитопроводе, Вт.  
56. Средняя  индукция в косом стыке, Тл.  
57. Полная  намагничивающая мощность, ВА.  
58. Относительное  значение тока ХХ, %.  
59. Относительное  значение реактивной составляющей тока ХХ, %.  
60. Относительное  значение активной составляющей  тока ХХ, %.  
61. Коэффициент  полезного действия, %  
62. Удельная  тепловая нагрузка обмотки, Вт/м2    
63. Превышение  температуры обмоток над температурой  масла, 0 С.    
64.  Ширина бака, см.  
65.  Длина бака, см.  
66.  Глубина бака, см.  
67.  Потери отводимые с поверхности  бака, Вт.  
68.  Потери отводимые с поверхности  радиаторов, Вт.  
69. Масса  трансформатора, кг.  

Информация о работе Электрические машины