Проектирование силового трансформатора мощностью 630 кВА

Одной из существенных особенностей холоднокатаной стали является анизотропия её магнитных свойств, т.е. различие этих свойств в различных направлениях внутри листа стали. Наилучшие магнитные свойства эта сталь имеет в направлении прокатки. Магнитные свойства существенно ухудшаются, если вектор индукции магнитного поля направлен под углом, отличающимся от 00, к направлению прокатки.

Другой а

ктивный материал трансформатора - металл обмоток. В трансформаторах средней мощности чаще применяется алюминий. Плотность алюминия 2700 кг/м3. Таким образом, алюминий примерно в 3,5 раза легче меди. При этом стоимость алюминия значительно меньше стоимости меди, которой в электромашиностроении применяются лишь несколько видов Температура плавления 657 0С, удельное сопротивление 0,5 мкОмּм., предел прочности при растяжении σР=160-170 МПа.

Главным изоляционным материалом в силовых трансформаторах является трансформаторное масло (ГОСТ 982-80) - жидкий диэлектрик, сочетающий высокие изоляционные свойства со свойствами активной охлаждающей среды и теплоносителя. В данном проекте использовано масло ТК-1500.

Кабельная бумага (ГОСТ 23436-83) изготовляется из сульфатной небелёной целлюлозы и выпускается в рулонах шириной 500, 650, 670, 700, 750 и 1000 мм (±3 мм) при диаметре рулона от 450 до 800 мм. В трансформаторах применяется бумага главным образом марки К-120 толщиной 120 мкм для изоляции обмоточного провода; в виде полос разной ширины для межслойной изоляции и в многослойных цилиндрических обмотках класса напряжения 6, 10 ,20 и 35 кВ; в виде полосок шириной 20-40 мм, наматываемых вручную.

Картон электроизоляционный (ГСТ494-83) марки Г – картон средней плотности с повышенным сопротивлением к расслаиванию, применяется для получения склеенного картона и изготовления изоляционных деталей. Плотность 1000 кг/м3, толщина листа, используемого в проекте – 0,50мм, ширина рулона 1000мм.

Трубки электротехнические бумажно-бакелитовые (ГОСТ 8726-80). Изготавливаются путем намотки из электроизоляционной пропиточной или намоточной бумаги, предварительно покрытой пленкой бакелитового лака с последующей лакировкой и полимеризацией лака. Выпускаются трубки марки ТБ. Длительно допустимые рабочие температуры от -60 до +105 0С. Трубки обладают высокой электрической и механической прочностью.

Дерево (бук). В масляных трансформаторах применяется для реек, прокладываемых между слоями обмоток при рабочем напряжением не свыше 10кВ. В данном проекте, также используется в качестве опоры для остова. Многослойные плиты из шпона используются в качестве прессующих колец

Фарфор, использован во вводах.

К конструкционным материалам можно отнести тонколистовую сталь, из которой изготовлен бак, и сталь, из которой изготовлены швеллеры; чугун, из которого изготовлены катки; стеклолента, используемая при стяжке навитых полуколец.

В настоящее время трансформаторы с навитой пространственной магнитной системой и герметичным баком встречаются крайне редко, это обусловлено консерватизмом в трансфоматоростроении. Поэтому данные для сравнения отсутствуют. В настоящее время на рынке можно найти лишь один трансформатор подобного исполнения – ТМВГ – 250/10. В виду схожести конструкции рассчитываемый трансформатор относим к той же серии.

РАСЧЕТЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Техническое задание

S =630 кВ А - полная мощность;

m =3 - число фаз трансформатора;

f=50 - частота сети;

U1Н /U2Н =6.3/0.69 кВ - номинальное напряжение;

Δ/Y -11 - схема и группа соединения;

uк =5.0% - напряжение короткого замыкания;

i0 =1.5% - ток холостого хода;

P =1.3 кВт - потери холостого хода;

P =7.2 кВт - потери короткого замыкания;

n =5 - число ступеней переключения напряжения;

способ охлаждения - масляное, естественное;

установка - наружная.

2. Предварительный расчет трансформатора

2.1. Расчет основных электрических величин

2.1.1. Мощность одной фазы и одного стержня:

SФ=SН/3=630/3=210 кВА

2.1.2. Номинальные токи:

на стороне ВН (Δ): IВНЛ==57,74 А

на стороне НН (Y): IННЛ==527,15 А

2.1.3. Фазные токи:

на стороне ВН (Δ): IВНФ= 33,34 А

на стороне НН (Y): IННФ=IННЛ=527,15 А

2.1.4. Фазные напряжения:

на стороне ВН (Δ): UВНФ=UВНЛ=6300 В

на стороне НН (Y): UННФ==398,37 B

2.1.5. Испытательные напряжения (определяются по табл.4.1 [1]):

на стороне ВН (Δ): UВНисп=25 кВ

на стороне НН (Y): UННисп=5 кB

2.1.6. Для испытательного напряжения обмотки ВН (UВНисп=25 кВ) находим изоляционные расстояния (по табл.4.5 [1])

Таблица 1. Изоляция обмоток ВН для масляных трансформаторов

2.1.7. Для испытательного напряжения обмотки НН (UННисп=5 кВ) находим изоляционные расстояния (по табл.4.4 [1]):

Таблица 2. Изоляция обмоток НН для масляных трансформаторов

2.1.8. Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %:

Uка=1,14%

2.1.9 Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %:

Uкр==4,87%

2.2. Выбор марки стали и конструкции магнитной системы.

Выбираем пространственную навитую неразрезную трехфазную магнитную систему, состоящую их трех навитых колец. Сечение каждого полукольца вписано в окружность. Прессовка стержней осуществляется стеклолентой шириной 20мм. Ярма не прессуются. Эскиз на рисунке 1.

 Скачать реферат