Расчет силового трансформатора

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электрооборудования судов

Расчетно-графическое задание №1

по электрическим машинам и аппаратам

«Расчет силового трансформатора»

Вариант 2

1. Исходные данные

Полная мощность трансформатора

Первичное линейное напряжение

Вторичное линейное напряжение

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания

Коэффициент полезного действия

Группа соединения обмоток

Коэффициент нагрузки для построения векторной диаграммы

2. Расчет основных размеров магнитной системы

Плоская магнитная система стержневого типа.

2.1 Выбор марки стали

В основном, для производства трансформаторов, применяется сталь марок 3404 и 3405 толщиной 0,35 и 0,30 мм. Выбор индукции, в зависимости от марки стали, типа и мощности трансформатора. Выбираю сталь марки 3404 толщиной 0,35 мм,

2.2 Выбор формы сечения стержня

Выбираю сечение в форме симметричной ступенчатой формы, вписанной в окружность с диаметром .

2.3 Диаметр окружности:

где = 1,6 2,2 - отношение длины окружности канала между обмотками к высоте обмотки;

приведенная ширина канала рассеяния, ;

мощность, приходящаяся на один стержень, ;

коэффициент Роговского;

частота питающей сети,

реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %;

максимальная индукция в стержне, ;

коэффициент заполнения площади круга сталью.

2.3.1 Приведенная ширина канала рассеяния:

где радиальное расстояние между концентрическими обмотками,

,

0,010

2.3.2 Коэффициент заполнения площади круга сталью

трансформатор обмотка магнитный стержень

,

где коэффициент, учитывающий межлистовую изоляцию и зависящий от толщины листов, ,

коэффициент, учитывающий заполнение площади круга площадью ступенчатой фигуры,

2.4 Активное сечение стержня

2.5 Магнитный поток трансформатора

2.6 Число витков обмоток

Число витков обмотки высокого напряжения:

Число витков обмотки низкого напряжения:

2.7 ЭДС на один виток обмотки

3. Расчет параметров обмоток

3.1 Ток трансформатора

Ток первичной обмотки:

где

Ток вторичной обмотки:

3.2 Площадь сечения проводов обмотки

Первичной:

где плотность тока.

Вторичной:

По сортаменту обмоточной меди выбираю ближайшее стандартное сечение.

Диаметр голого провода первичной обмотки - ; изолированного - ; диаметр голого провода вторичной обмотки - ; изолированного - .

3.3 Выбор типа обмотки

В соответствии с сортаментом обмоточной меди, был выбран проводник круглого сечения, тогда в проектируемом трансформаторе должна быть применена многослойная цилиндрическая обмотка из круглого провода.

3.4 Определение размеров окна

3.4.1 Площадь окна сердечника

где коэффициент заполнения окна обмоточной медью.

3.4.2 Ширина окна

3.4.3 Высота окна

Высота стержня

3.5 Расчет размеров обмотки для круглого сечения провода

3.5.1 Высота обмотки

где расстояние от ярма до обмотки,

3.5.2 Число витков обмотки по высоте окна

Для обмотки низкого напряжения:

Высокого напряжения:

3.5.3 Число рядов обмотки по ширине окна

Низкого напряжения:

Высокого напряжения:

3.5.4 Толщина обмоток

Низкого напряжения:

где толщина межслойной изоляции, ;

Высокого напряжения:

3.7 Радиальное расстояние между обмотками

,

где толщина охладительного канала между стержнем и катушкой низкого напряжения, ;

толщина охладительного канала между катушками низкого и высокого напряжения,

3.8 Вес меди обмоток

3.8.1 Расчет для круглого сечения стержня

Вес меди обмоток низкого напряжения:

Длина среднего витка обмотки низкого напряжения:

Вес меди обмоток высокого напряжения:

Длина среднего витка обмотки высокого напряжения:

3.8.2 Общий вес меди обмоток

где число фаз трансформатора;

3.9 Вес стали сердечника

Вес стержней:

Вес ярм:

Общий вес стали:

3.10 Отношение весов (проверка)

4. Определение параметров рассчитанного трансформатора

4.1 Потери в активных материалах

4.1.1 Потери в меди обмоток

где удельные потери в меди;

4.1.2 Потери в стали

где удельные потели в стали, зависящие от ее марки;

4.1.3 Отношение потерь (проверка)

4.2 Напряжение короткого замыкания

4.2.1 Активная составляющая

4.2.2 Реактивная составляющая

4.2.2.1 Уточнение при круглом сечении стержня

Диаметр осевого канала между обмотками:

4.2.2.2 Уточнение и

4.2.3 Напряжение короткого замыкания

4.3 Относительное изменение напряжения

4.4 Ток холостого хода

4.4.1 Активная составляющая

4.4.2 Индуктивная составляющая

где намагничивающий ток;

где и магнитная напряженность в стержне и ярме определяется из кривых намагничивания стали ;

зазор на стыке;

число стыков;

магнитная проницаемость воздуха;

при значениях максимальной индукции

Полный ток холостого хода трансформатора

4.5 Коэффициент полезного действия при

Расхождение с заданным КПД не превышает 5%.

Размещено на Allbest.ru