Задание на курсовой проект

1 2 3 4 5 6

Выполнить расчет и конструктивную разработку трансформатора со следующими данными:

1. Тип трансформатора …

2. Число фаз …

3. Частота напряжения сети 50 Гц.

4. Номинальная мощность …

5. Номинальное напряжение обмотки ВН …

6. Номинальное напряжение обмотки НН …

7. Схемы и группа соединения обмоток …

8. Система охлаждения – с естественной циркуляцией масла и воздуха (естественное масляное).

9. Режим работы – длительная нагрузка.

Требуемые параметры трансформатора

1. Напряжение короткого замыкания …

2. Потери короткого замыкания …

3. Ток холостого хода …

4. Потери холостого хода …

Спроектированный трансформатор должен соответствовать требованиям ГОСТ 11677–85; ГОСТ 12022–76; ГОСТ 11920–85.

Пояснительная записка должна быть оформлена в строгом соответствии с требованиями ЕСКД.

Дополнительные условия

Сталь электротехническая марки …

Обмотки из … провода.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Таблица П.3

Площади сечения стержня и ярма и объем угла магнитной системы

при диаметре стержня см

, см	, см²	, см²	, см³	, см	, см²	, см²	, см³
8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5	43,3 50,8 56,7 62,9 72,0 79,3 86,2 93,3	44,8 51,6 58,2 63,7 73,2 80,1 89,7 95,4	280,8 356,4 426,4 488,0 596,8 683,0 790,2 812,8	12,0 12,5 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0	104,9 112,3 121,9 141,5 161,7 183,5 208,5 232,8	106,5 115,3 124,9 144,0 165,9 188,3 214,1 237,6

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Таблица П.4

Площади сечения стержня и ярма и объем угла магнитной системы

при диаметре стержня м

, м	Без прессующей пластины	С прессующей пластиной
, см²	, см²	, см³	, см²	, см²	, см³
0,19	262,8	267,3		252,3	253,3
0,20	288,4	296,2		277,9	273,4
0,21	319,2	327,2		308,4	311,6
0,22	353,0	360,5		342,5	343,7
0,23	387,7	394,0		376,9	378,4
0,24	419,3	425,6		407,9	409,4
0,25	456,2	462,6		446,2	448,6
0,26	490,6	507,1		478,0	488,5
0,27	532,6	543,4		515,8	518,6
0,28	570,9	591,1		556,2	566,6
0,29	612,4	622,8		594,0	596,4
0,30	657,2	675,2		644,6	654,2
0,31	702,0	715,8		683,0	689,4
0,32	746,2	762,4		732,7	743,9
0,33	797,1	820,8		770,1	779,2
0,34	844,8	860,8		828,6	837,4
0,35	903,6	927,6		868,6	876,0
0,36	929,2	948,8		910,3	917,5
0,37	988,8	1003,8		969,8	975,8
0,38	1035,8	1063,4		1019,6	1037,6
0,39	1105,2	1123,6		1080,0	1085,8
0,40	1155,6	1167,6		1143,2	1150,4
0,42	1282,9	1315,0		1255,0	1270,0

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Таблица П.5

Размеры медного и алюминиевого обмоточного провода

круглого сечения марок ПБ и АПБ с толщиной изоляции

на две стороны мм

Диаметр, мм	Сечение, мм²	Увеличение массы, %	Диаметр, мм	Сечение, мм²	Увеличение массы, %*	Диаметр, мм	Сечение, мм²	Увеличение массы, %	Диаметр, мм	Сечение, мм²	Увеличение массы, %
Марка ПБ (медь)	1,70 1,80 1,90 2,00 2,12 2,24 2,36 2,50 2,65 2,80	2,27 2,545 2,805 3,14 3,53 3,94 4,375 4,91 5,515 6,16	4,0 3,5 3,5 3,0 3,0 3,0 2,5 2,5 2,5 2,5	3,00 3,15 3,35 3,55 3,75 4,00 4,10 4,25 4,50 4,75	7,07 7,795 8,81 9,895 11,06 12,55 13,2 14,2 15,9 17,7	2,5 2,0 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	5,00 5,20	19,63 21,22	1,5 1,5
1,18 1,25	1,094 1,23	6,0 5,5	Марки АПБ (алюминий)
Марки ПБ (медь), АПБ (алюминий)	5,30 6,00 8,00	22,06 28,26 50,24	1,5 1,5 1,0
1,32 1,40 1,50 1,60	1,37 1,51 1,77 2,015	5,0 5,0 4,5 4,0

* Увеличение массы провода за счет изоляции показано только для ознакомительных целей и в расчетах не используется.

Размеры и сечения медного и алюминиевого обмоточного провода

Медный провод марки ПБ – все размеры таблицы, за исключением

Алюминиевый провод марки АПБ – все размеры таблицы вправо и

b	a
1,40	1,50	1,60	1,70	1,80	1,90	2,00	2,12	2,24	2,36	2,50	2,65
3,75	5,04	–	5,79	–	6,39	–	7,14	–	8,04	–	8,83	–
4,00	5,39	5,79	6,19	6,44	6,84	7,24	7,64	8,12	8,60	8,89	9,45	10,1
4,25	5,74	–	6,59	–	7,29	–	8,14	–	9,16	–	10,1	–
4,50	6,09	6,54	6,99	7,29	7,74	8,19	8,64	9,18	9,72	10,1	10,7	11,4
4,75	6,44	–	7,39	–	8,19	–	9,14	–	10,3	–	11,3	–
5,00	6,79	7,29	7,79	8,14	8,64	9,14	9,64	10,2	10,8	11,3	12,0	12,7
5,30	7,21	–	8,27	–	9,18	–	10,2	–	11,5	–	12,7	–
5,60	7,63	8,19	8,75	9,16	9,72	10,3	10,8	11,5	12,2	12,7	13,5	14,3
6,00	8,19	–	9,39	–	10,4	–	11,6	–	13,1	–	14,5	–
6,30	8,61	9,24	9,87	10,4	11,0	11,6	12,2	13,0	13,8	14,3	15,2	16,2
6,70	9,17	–	10,5	–	11,7	–	13,0	–	14,7	–	16,2	–
7,10	9,73	10,4	11,2	11,7	12,4	13,1	13,8	14,7	15,5	16,2	17,2	18,3
7,50	10,3	–	11,8	–	13,1	–	14,6	–	16,4	–	18,2	–
8,00	11,0	11,8	12,6	13,2	14,0	14,8	15,6	16,6	17,6	18,3	19,5	20,7
8,50	11,7	–	13,4	–	14,9	–	16,6	–	18,7	–	20,7	–
9,00	12,4	13,3	14,2	14,9	15,8	16,7	17,6	18,7	19,8	20,7	22,0	23,3
9,50	13,1	–	15,0	–	16,7	–	18,6	–	20,9	–	23,2	–
10,00	13,8	14,8	15,8	16,6	17,6	18,6	19,6	20,8	22,0	23,1	24,5	26,0
10,60	14,6	–	16,8	–	18,7	–	20,8	–	23,4	–	26,0	–
11,20	15,5	16,6	17,7	18,7	19,8	20,9	22,0	23,4	24,7	25,9	27,5	29,1
11,80	–	–	18,7	–	20,9	–	23,2	–	26,1	–	29,0	–
12,50	–	18,5	19,8	20,9	22,1	23,4	24,6	26,1	27,6	29,0	30,7	32,6
13,20	–	–	–	–	23,4	–	26,0	–	29,2	–	32,5	–
14,00	–	–	–	–	24,8	26,2	27,6	29,3	31,0	32,5	34,5	36,6
15,00	–	–	–	–	–	–	29,6	–	33,2	–	37,0	–
16,00	–	–	–	–	–	–	31,6	33,6	35,5	37,2	39,5	41,9
17,00	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
18,00	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Таблица П.6

марок ПБ и АПБ (размеры и – в мм, сечение – в мм²)

провода с размером , равным 17 и 18 мм

вверх от жирной черты

	b
2,80	3,00	3,15	3,35	3,55	3,75	4,00	4,25	4,50	4,75	5,00	5,30	5,60
–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	3,75
10,7	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	4,00
11,4	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	4,25
12,1	13,0	13,6	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	4,50
12,8	–	14,4	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	4,75
13,5	14,5	15,2	16,2	17,2	–	–	–	–	–	–	–	–	5,00
14,3	–	16,2	–	18,3	–	–	–	–	–	–	–	–	5,30
15,1	16,3	17,1	18,2	19,3	20,1	21,5	–	–	–	–	–	–	5,60
16,3	–	18,4	–	20,8	–	23,1	–	–	–	–	–	–	6,00
17,1	18,4	19,3	20,6	21,8	22,8	24,3	25,9	27,5	–	–	–	–	6,30
18,2	–	20,6	–	23,2	–	25,9	–	29,3	–	–	–	–	6,70
19,3	20,8	21,8	23,2	24,7	25,8	27,5	29,3	31,1	32,9	34,6	–	–	7,10
20,5	–	23,1	–	26,1	–	29,1	–	32,9	–	36,6	–	–	7,50
21,9	23,5	24,7	26,3	27,9	29,1	31,1	33,1	35,1	37,1	39,2	41,5	43,9	8,00
23,3	–	26,2	–	29,6	–	33,1	–	37,4	–	41,6	–	46,7	8,50
24,7	26,5	27,8	29,6	31,4	32,9	35,1	37,4	39,6	41,9	44,1	46,8	49,5	9,00
26,1	–	29,4	–	33,2	–	37,1	–	41,9	–	46,6	–	52,1	9,50
27,5	29,6	31,0	33,0	35,0	36,6	39,1	41,6	44,1	46,6	49,1	52,1	55,1	10,00
29,1	–	32,8	–	37,1	–	41,5	–	46,8	–	52,1	–	58,5	10,60
30,8	33,1	34,7	37,0	39,2	41,4	43,9	46,7	49,5	52,3	55,1	58,5	61,9	11,20
32,5	–	36,6	–	41,3	–	46,3	–	52,2	–	58,1	–	65,2	11,80
34,5	37,0	38,8	41,3	43,8	46,0	49,1	52,3	55,4	58,5	61,5	65,4	69,1	12,5
36,4	–	41,0	–	46,3	–	51,9	–	58,5	–	65,1	–	73,1	13,20
38,7	41,5	43,6	46,4	49,2	52,0	55,1	58,6	62,1	65,6	69,1	73,3	77,5	14,00
41,5	–	46,7	–	52,7	–	59,1	–	66,6	–	74,1	–	83,1	15,00
44,3	47,5	49,9	53,1	56,3	59,1	63,1	67,1	71,1	75,1	79,1	83,9	88,7	16,00
47,2	–	53,2	–	59,4	–	67,1	–	75,6	–	84,1	–	94,3	17,00
–	53,1	55,8	59,4	63,0	66,6	71,1	75,6	80,1	84,6	89,1	94,5	99,9	18,00

Основные свойства и нормальные пределы применения

Тип обмотки	Применение на стороне	Основные достоинства	Основные недостатки
главное	возможное
Цилиндрическая одно- и двухслойная из провода прямоугольного сечения	НН	–	Простая технология изготовления, хорошее охлаждение	Малая механическая прочность

Цилиндрическая многослойная из провода прямоугольного сечения	ВН	НН	Хорошее заполнение окна магнитной системы, простая технология изготовления	Уменьшение поверхности охлаждения по сравнению с обмотками, имеющими радиальные каналы

Цилиндрическая многослойная из провода круглого сечения	ВН	НН	Простая технология изготовления	Ухудшение теплоотдачи и уменьшение механической прочности с ростом мощности

Винтовая одно-, двух- и многоходовая из провода прямоугольного сечения	НН	–	Высокая механическая прочность, надежная изоляция, хорошее охлаждение	Более высокая стоимость по сравнению с цилиндрической обмоткой

Непрерывная катушечная из провода прямоугольного сечения	ВН	НН	Высокая электрическая и механическая прочность, хорошее охлаждение	Необходимость перекладки половины катушек при намотке

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Таблица П.7

различных типов обмоток масляных трансформаторов

Материал обмоток	Пределы применения, включительно	Число параллельных проводов	Схема регулирования напряжения
по мощности трансформатора, кВ∙А	по току на стержень, A	по напряжению, кВ	по сечению витка, мм²	от	до
Медь	До 630	От 15–18 до 800	До 6	От 5,04 до 250		4–8	–
Алюминий	До 630	От 10–13 до 600–650	До 6	От 6,39 до 300
Медь	От 630 до 80000	От 15–18 до 1000–1200	От 10 до 35	От 5,04 до 400		4–8	Рис. 2.8, а, б
Алюминий	До 25000	От 10–13 до 1000–1200	От 10 до 35	От 6,39 до 500
Медь	До 630	От 0,3–0,5 до 80–100	До 35	От 1,094 до 42,44			Рис. 2.8, а, б
Алюминий	До 630	От 2–3 до 125–135	До 35	От 1,37 до 50,24
Медь	От 160 и выше	От 300 и выше	До 35	От 75 и выше		12–16 и более	–
Алюминий	От 100 и выше	От 150–200 и выше	До 35	От 75 и выше
Медь	От 160 и выше	От 15–18 и выше	От 3 до 220	От 5,04 и выше		3–5	Рис. 2.8, в, г
Алюминий	От 100 и выше	От 10–13 и выше	От 3 до 220	От 6,39 и выше

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Таблица П.8

Толщина нормальной витковой изоляции проводов марок ПБ и АПБ (испытательное напряжение обмотки U _исп = 5–85 кВ)

Сечение провода	Толщина изоляции на две стороны ,* мм
круглое	0,30 (0,40)
прямоугольное	0,45 (0,5)

* Для учета неплотности намотки обмоток, отклонений диаметра провода и толщины изоляции от номинальных расчеты следует производить по толщине изоляции , указанной в скобках (вне скобок приведена номинальная толщина изоляции).

Таблица П.9

Изоляция витков входных катушек катушечных обмоток

Класс напряжения, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Изоляция витков входных катушек *, мм
первая	вторая
		0,96 (1,06) 1,35 (1,5)	– 1,35 (1,5)

Таблица П.10

Предельные радиальные размеры провода

Материал обмотки	Число слоев (проводов) в радиальном направлении

Радиальный размер провода , мм
Медь	9,0	6,3	5,3	4,5	4,0	3,8	3,6	3,4	3,2	3,0
Алюминий	11,8	8,0	6,7	5,6	5,0	4,8	4,5	4,0	3,8	3,8

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Таблица П.11

Размеры вертикальных охлаждающих каналов обмоток

Высота обмотки , мм	Обмотка – обмотка, мм	Обмотка – цилиндр, мм	Обмотка – стержень, мм
До 300	4–5		4–5
300 – 500	5–6		5–6
500 – 1000	6–8	5–6	6–8
1000 – 1500	8–10	8–10	8–10

Таблица П.12

Междуслойная изоляция многослойных цилиндрических обмоток*

Рабочее напряжение двух слоев обмотки , В	Число слоев кабельной бумаги	Общая толщина слоев , мм	Выступ межслойной изоляции на торцах обмотки (на одну сторону), см
До 1000		0,24	1,0
1001–2000		0,36	1,6
2001–3000		0,48	1,6
3001–3500		0,60	1,6
3501–4000		0,72	2,2
4001–4500		0,84	2,2
4501–5000		0,96	2,2
5001–5500		1,08	2,2

* Приведены данные для трансформаторов мощностью до 630 кВ А включительно. При мощности от 1000 кВ×А и выше межслойную изоляцию принимают по этой же таблице, но не менее 0,72 мм; выступ изоляции не менее 2,0 см.

Таблица П.13

Ориентировочное число реек катушечных обмоток

Мощность трансформатора, кВ∙А	Число реек
До 100
100–630
1000–1600	8–12
2500–10000	12–16

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Таблица П14

Ширина пластин а, мм, и толщина пакетов b, мм, стали магнитопроводов
с прессовкой стержней расклиниванием с внутренней обмоткой (без прессующей пластины)
( − диаметр стержня, м, − ширина крайнего наружного пакета ярма, мм;
и − число ступеней в сечениях стержня и ярма, − коэффициент заполнения круга для стержней)

		Размеры пакетов стали в стержне
0,080	0,863	75×14	65×9	55×6	40×5	–	–
0,085	0,895	80×14	70×10	60×6	50×4	40×4	–
0,090	0,891	85×15	75×10	65×6	55×4	40×5	–
0,095	0,887	90×15	80×10	65×9	50×5	40×4	–
0,100	0,917	95×16	85×10	75×7	65×5	55×4	40×4
0,105	0,912	100×16	90×11	80×7	65×7	50×4	40×4
0,110	0,905	105×16	95×11	85×7	75×6	65×4	40×7
0,115	0,903	105×25	95×9	85×6	65×9	40×3	–
0,120	0,928	115×18	105×11	90×10	75×8	60×6	40×4
0,125	0,915	120×18	105×16	95×6	85×6	65×7	40×6
0,130	0,918	125×18	110×16	100×8	80×9	65×5	40×6
0,140	0,919	135×19	120×17	105×10	85 × 9	65×7	40×5
0,150	0,915	145×19	135×13	120×13	105×9	85×8	55×7
0,160	0,913	155×20	135×23	120×10	105×7	85×7	55×7
0,170	0,927	160×28	145×17	130×10	110×10	85×8	50×8
0,180	0,915	175×21	155×25	135×13	120×8	95×9	65×8

Таблица П.15

Ширина пластин a, мм, и толщина пакетов b, мм, стали магнитопроводов с прессовкой стержней
расклиниванием с внутренней обмоткой (при м) или бандажами из стеклоленты

Диаметр стержня

Стержень

Ярмо

Размеры пакетов стали в стержне

без прессующей пластины

с прессующей пластиной

0,19

0,927

0,890

180×30

165×17

145×14

130×8

115×7

100×5

75×7

–

0,20

0,918

0,885

195×22

175×26

155×15

135×11

120×6

105×5

75×7

–

0,21

0,922

0,890

200×32

180×22

160×14

145×8

130×6

110×8

90×6

–

0,22

0,929

0,901

215×23

195×28

175×15

155×12

135×9

120×5

105×4

75×7

0,23

0,933

0,907

220×34

205×19

185×16

165×12

145×9

130×5

115×5

90×6

0,24

0,927

0,902

230×34

215×19

195×17

175×12

155×9

135×8

120×5

95×6

0,25

0,929

0,909

240×35

220×24

200×16

180×12

155×11

140×6

120×6

100×5

0,26

0,924

0,900

250×35

230×25

215×13

195×13

175×10

155×8

120×9

105×6

0,27

0,930

0,901

260×36

240×25

215×20

195×13

170×11

155×5

135×7

105×8

0,28

0,927

0,903

270×37

250×26

230×17

215×9

195×11

175×9

135×13

105×7

0,29

0,927

0,899

280×37

260×27

235×21

210×15

180×13

165×6

145×6

115×8

0,30

0,930

0,912

295×28

270×37

250×18

230×13

215×8

175×18

135×12

105×6

Примечание: − диаметр стержня, м, − ширина крайнего наружного пакета ярма, мм;
и − число ступеней в сечениях стержня и ярма, − коэффициент заполнения круга для стержней)

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Таблица П.16

Коэффициент заполнения круга при числе пластин

Диаметр стержня	Стержень	Ярмо
без прессующей пластины	с прессующей пластиной

0,31		0,930	0,905
0,32		0,928	0,911
0,33		0,932	0,900
0,34		0,931	0,913
0,35		0,938	0,903
0,36		0,913	0,894
0,37		0,920	0,902
0,38		0,913	0,899
0,39		0,925	0,904
0,40		0,920	0,910
0,42		0,926	0,906

Примечание: − диаметр стержня, м; − ширина крайнего наружного пакета ярма; и − число ступеней в сечениях стержня и ярма; − коэффициент заполнения круга для стержней

Таблица П.17

Ширина пластин a и толщина пакетов b, мм, стали магнитных систем
с прессовкой стержней бандажами из стеклоленты

Диаметр стержня d _Н

Размеры пакетов стали в стержне a × b

d _Н

0,31

–

0,32

–

при ширине пластин а, мм

d _Н

0,33

–

0,34

–

при ширине пластин а, мм

d _Н

0,35

–

0,36

42(3)

–

при ширине пластин а, мм

d _Н

–

0,37

–

37(3)

–

0,38

47(3)

–

при ширине пластин а, мм

d _Н

–

0,39

41(3)

–

при ширине пластин а, мм

d _Н

–

0,40

–

54(3)

24*

–

0,42

46(3)

–

Примечания: 1. В магнитопроводах с прессующей пластиной исключить последний пакет стержня с наименьшей шириной .

2. Крайний пакет ярма имеет ширину и толщину, равную сумме толщин трех ( м) или четырех ( м) крайних пакетов стержня при отсутствии прессующей пластины. При ее наличии число объединенных пакетов ярма уменьшить на единицу.