§å ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p mét pha Chơng 1: Tính toán tham số 2.1 tính dòng điện cao áp hạ áp m¸y biÕn ¸p mét pha + PhÝa cao ¸p : + Phía hạ áp : S 103 S 103 50 103 I1= = = =227 , 27( A ) U HA U 220 Trong ®ã: S : công suất biểu kiến máy biến áp pha (kVA) U2 : điện áp định mức máy biÕn ¸p mét pha phÝa cao ¸p (kV) U1 : điện áp định mức máy biến áp pha phía hạ áp (kV) 2.2 Điện áp thử nghiệm dây quấn theo tcvn + dây quấn cao áp víi UCA = 22 kV th× Ut = 50 kV Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp pha + dây quấn hạ áp với UHA = 0,22 kV Ut = kV Các kích thớc chđ yªó : C C a01 01 l l0 a a12 a2 d d12 Hình 2.1 Các kích th íc chđ u cđa m¸y biÕn ¸p mét pha hai dây quấn Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp pha Trong đó: + C: chiều rộng cửa sổ mạc từ + d: Đờng kính trụ sắt +l: chiỊu cao d©y qn , hai d©y qn cao áp hạ áp thờng có chiều dài +d12: đờng kính trung bình hai dây quấn + a01: khoảng cách từ trụ đến cuộn hạ áp + a12: khoảng cách điện cao áp hạ áp + a2: bề dầy cuộn cao áp Chiều rộng quy đổi rÃnh từ trờng tản cao áp hạ áp , với Uth2 = 50 kV, theo bảng 19 sách thiết kế máy biến ¸p Phan Tư Thơ, ta chän: a12 = 20 mm 12 = mm : chiều dày ống cách điện hạ áp với trụ sắt Đồ án tèt nghiƯp ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p mét pha Tính chiều rộng quy đổi từ trờng tản ar =a12+ a1 +a Trong đó: ar: chiều rộng quy đổi từ trơng tản(mm) a1,a2: bề dầy cuộn hạ áp cao áp a1 + a2 4 =k √ S 10−2 =0 54 √ 50 10−2=14 , 4( mm) k: lµ hƯ số tra bảng 12 sách thiết kế máy biến áp cđa Phan tư Thơ, k = 0,64 0,51, ta chän k =0,54 4.Hệ số quy đổi từ trờng tản lấy sơ bộ: kr = 0,95 Các thành phần điện áp ngắn mạch: TCVN + Điện áp ngắn mạch: Un% = 5% + Thành phần tổn hao không tải: P0= 270W +Thành phần tổn hao ngắn mạch: Pn = 850 W +Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng : U nr = Pn 10 sdm = 850 =1,7 % 10 50 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp pha + Thành phần điện áp ngắn mạch phản tác dụng : U nx = U 2n +U 2r =√ 2−1,7 2=4 , 71 % Các thông số mạch từ máy biến áp pha + mạch từ máy biến áp pha thiết kế dạng chữ E với dây quấn kiểu trụ quấn trụ, mạch từ có mối ghép chéo góc , ghép thẳng với trụ Trụ dùng băng đai, gông dùng sắt ép lại, lõi thép dùng thép cán nguội đẳng huớng 3406 dày 0,35 mm + chọn mật độ từ thông sơ bộ: BT = 1,62 T + Theo bảng 13.2 sách thiết kế máy kế máy điện Trần khánh Hà+ Phan Tử Thụ với S = 50 kVA chọn sơ số bậc trụ + Hệ số điền đầy: K P= ST SK =0 , 92 + HƯ sè Ðp chỈt KC = 0,93 0,94, s¬ bé chän KC =0,93 + HƯ số lợi dụng lõi sắt: K ld =K C K P=0 , 93 , 92=0 , 866 + Số bậc gông dới thờng Ýt h¬n sè bËc cđa trơ mét bËc nh»m mơc đích đảm bảo lực ép phân bố thép ép gông Đồ án tốt nghiệp ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p mét pha + HƯ sè ép gông: tỷ lệ tiết diện gông tiết diƯn trơ K g= Sg ST , theo b¶ng s¸ch thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p cđa Phan Tư Thơ ta chọn Kg = 1,02 + Mật độ từ thông gông: - Từ cảm gông: Bg = 1,62/1,02 = 1,585 T - Từ cảm khe hở không khÝ víi mèi nèi th¼ng: Bk = BT = 1,62 T - Từ cảm khe hở không khí với mèi nèi xiªn: BK’’ = 1,62/ √2 = 1,46 Các thông số tổn hao mà hiệu thép Theo bảng 44-4 đặc tính mà hiệu thép 3404, dày 0,35 mm s¸ch thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ta cã + Tæn hao thÐp: PFeT = 1,358w/kg; PFeG = 1,251w/kg + Tỉn hao trơ: QT = 1,956 VA/ kg; g«ng Q G = 1,575VA/ kg, khe hë vu«ng gãc qK’’ = 0,61VA/ cm2, khe hë chÐo qK’’= 0,0956VA/ cm2 thông số khác + Theo bảng 13.7 sách thiết kế máy điện Nguyễn Hồng Thanh, hƯ sè tỉn hao phơ chän Kf =0,91 ng¾n mạch bảng 13.5 cho số dây ®ång lµ: a = 1,3; b = 0,4 Trong ®ã: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp mét pha a = d12/d: tû sè gi÷a tri sè trung bình hai dây quấn đờng kính trụ sắt d b = a2/ d: tỷ số bề dày cao áp đờng kính trụ sắt + Hệ số hình dáng máy biến áp = d 12 =1,2ữ3,8 l Tính toán tham số Đờng kính trụ sắt d = A.x √ A=0 ,507 S ar Kr f U nx B2t K 2ld Trong đó: S = 50 kVA: công suất định mức máy biến áp pha ar: chiều rộng quy đổi tõ trêng t¶n Kr = 0.95 : hƯ sè quy đổi từ trờng tản f = 50 hZ: Tần số dòng điện; Unx = 4.7% - thành phần điện áp ngắn mạch phản kháng Bt = 1.62T : mật độ từ cảm trụ Kld = 0,86: hệ số lợi dụng lõi sắt Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp pha 2.Trọng lợng trụ sắt GT = A1 + A2 x x Trong ®ã: d = A.x; d12= a.d = A.d.x; = x4 A1 =1,89.104.a.A3.Kld =1,89.104.1,3.0,12113.0,86 = 40 (kg) A2 =1,2.104.a.A2.Kld.l0 =1,89.104.1,3.0,12112.0,86.20.10-3 = 4,41 (kg) √ A=0 ,507 S ar Kr f U nx B2t K 2ld =0 507 √ 50 , 0344 =0 ,1211 50 , 44 , 622 86 3.Trọng lợng sắt gông + Gông máy biến áp pha tính nh sau: Mét bé phËn ph¹m vi hai trơ cđa hai gông biên, có tiết diện Sg với chiều dài 2.C trọng lợng phận gông dới Gg; Một phận gồm hai nửa góc mạch từ phía hai gông biên với trọng lợng gông gông dới Gg; Một phận gồm hai trụ biên có trọng lợng trọng lợng trụ giữa: '' ' GG=G g +G g +GT Đồ án tốt nghiƯp ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p mét pha G''g/4 e.d C C G'g/2 b) a) Hình 2.2.a) Quy đổi nửa tiết diện trụ bậc thang hình chữ nhật; b) Các phần gông + Trọng lợng trụ sắt ë bé phËn thø nhÊt lµ: ' Gg =2 S g c γ Fe Trong ®ã: C = 0,5.d12+0.25d+0,5a12+ a2+a22: chiều rộng cửa sổ mạch từ d12: đờng kính trung bình hai dây quấn hạ áp cao áp a12: khoảng cách cuộn hạ áp cao ¸p a2: bỊ réng cn cao ¸p a22: khoảng cách cuộn cao áp đến gông + Trọng lợng sắt gông phận thứ hai: Đồ ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p mét pha '' Gg =4 S g e.d.γ Fe =4S g e A x.γ Fe e: hƯ sè quy ®ỉi nửa tiết diện gông biên hình chữ nhật tơng đơng e.d Chọn e = 0,45 + Công thức tính trọng lợng gông: GG = B1.x3+B2.x2+GT B1=1,2.104.Kg.Kld.A3.(a+b+e) (1,3+0,4+0,405) = 42,459(kg) =1,2.104.1,03.0,86.0,12113 B2 = 1,2.104.Kg.Kld.A2.(a12+2.a22) = 1,2.104.1,03.0,86.0,12112.(0,002+0,03) = 5,45(kg) Tæn hao không tải ' P0 =kf f ( pT G T + pG GG ) Trong ®ã: pT, pG: suất tổn hao trụ gông m¸y biÕn ¸p ' k f - hƯ sè tổn hao phụ lõi sắt, với tôn cán nguội lÊy ' k f = 1,25 P0 =1 ,125(1 , 348 GT +1 , 251 GG )=1,7 GT +1 , 563 GG Công suất phản kháng Q0=kf ''f (QC+Qalignl¿ f ¿ ¿+Q K )¿ Trong ®ã: