Thiết kếmáy biến áp một pha

Thiết kếmáy biến áp một pha

Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 1 CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ CƠ BẢN. 2.1 Tính dòng điện cao áp và hạ áp của máy biến áp một pha. + Phía cao áp : ).(273,2 10.22 10.5010.10. 3 3 2 33 2 A U S U S I CA ==== + Phía hạ áp : ).(27,227 220 10.5010.10. 3 1 33 1 A U S U S I HA ==== Trong đó: S : công suất biểu kiến của máy biến áp một pha (kVA). U 2 : điện áp định mức của máy biến áp một pha phía cao áp (kV). U 1 : điện áp định mức của máy biến áp một pha phía hạ áp (kV). 2.2 Điện áp thử nghiệm của dây quấn theo TCVN . + dây quấn cao áp với U CA = 22 kV thì U t = 50 kV. Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 2 + dây quấn hạ áp với U HA = 0,22 kV thì U t = 5 kV. Các kích thước chủ yêú : C C d d a l aa H×nh 2.1 C¸c kÝch th−íc chñ yÕu cña m¸y biÕn ¸p mét pha hai d©y quÊn. a 01 01 l 0 2 121 12 Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 3 Trong đó: + C: Chiều rộng cửa sổ mạc từ. + d: Đường kính trụ sắt. +l: Chiều cao dây quấn , hai dây quấn cao áp và hạ áp thường có chiều dài bằng nhau. +d 12 : Đường kính trung bình của hai dây quấn . + a 01 : Khoảng cách từ trụ đến cuộn hạ áp . + a 12 : Khoảng cách điện giữa cao áp và hạ áp . + a 2 : Bề dầy cuộn cao áp . Chiều rộng quy đổi của rãnh từ trường tản giữa cao áp và hạ áp , với U th2 = 50 kV, theo bảng 19 sách thiết kế máy biến áp − Phan Tử Thụ, ta chọn: a 12 = 20 mm. δ 12 = 5 mm : chiều dày ống cách điện giữa hạ áp với trụ sắt. 3. Tính chiều rộng quy đổi từ trường tản. Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 4 3 21 12 aa aa r + += Trong đó: a r : Là chiều rộng quy đổi từ trương tản(mm). a 1 ,a 2 : Là bề dầy cuộn hạ áp và cao áp . ).mm( 4,1410.50.54.010.S.k 3 aa 2 4 2 4 21 === + −− k: là hệ số tra bảng 12 sách thiết kế máy biến áp của Phan tử Thụ, k = 0,64÷ 0,51, ta chọn k =0,54. 4.Hệ số quy đổi từ trường tản lấy sơ bộ: k r = 0,95. 5. Các thành phần điện áp ngắn mạch: TCVN + Điện áp ngắn mạch: U n % = 5%. + Thành phần tổn hao không tải: P 0 = 270W. +Thành phần tổn hao ngắn mạch: P n = 850 W. +Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng : %7,1 50.10 850 .10 === dm n nr s P U Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 5 + Thành phần điện áp ngắn mạch phản tác dụng : %71,47,15 2222 =−=+= rnnx UUU . 6. Các thông số mạch từ máy biến áp một pha. + Mạch từ máy biến áp một pha thiết kế dạng chữ E với dây quấn kiểu trụ quấn giữa trụ, mạch từ có mối ghép chéo ở góc , ghép thẳng với trụ giữa. 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: B T = 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 bộ số bậc của trụ là 6. + Hệ số điền đầy: 92,0== K T P S S K . + Hệ số ép chặt K C = 0,93 ÷ 0,94, sơ bộ chọn K C =0,93. + Hệ số lợi dụng lõi sắt: 866,092,0.93,0. === PCld KKK . + Số bậc của gông trên và dưới thường ít hơn số bậc của trụ một bậc nhằm mục đích đảm bảo lực ép phân bố đều hơn trên các lá thép ép gông. + Hệ số ép gông: tỷ lệ giữa tiết diện gông và tiết diện trụ. Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 6 T g g S S K = , theo bảng 6 sách thiết kế máy biến áp của Phan Tử Thụ ta chọn K g = 1,02. + Mật độ từ thông trong gông: - Từ cảm trong gông: B g = 1,62/1,02 = 1,585 T. - Từ cảm ở khe hở không khí với mối nối thẳng: B k = B T = 1,62 T. - Từ cảm ở khe hở không khí với mối nối xiên: B K’’ = 1,62/ 2 = 1,46. 7. Các thông số tổn hao của mã hiệu thép. Theo bảng 44-4 đặc tính mã hiệu thép 3404, dày 0,35 mm sách thiết kế máy biến áp ta có + Tổn hao trong thép: P FeT = 1,358w/kg; P FeG = 1,251w/kg. + Tổn hao trong trụ: Q T = 1,956 VA/ kg; trong gông Q G = 1,575VA/ kg, trong khe hở vuông góc q K’’ = 0,61VA/ cm 2 , khe hở chéo q K’’ = 0,0956VA/ cm 2 . 8. các thông số khác. + Theo bảng 13.7 sách thiết kế máy điện – Nguyễn Hồng Thanh, hệ số tổn hao phụ chọn K f =0,91 khi ngắn mạch và bảng 13.5 cho hằng số đối với dây đồng là: a = 1,3; b = 0,4. Trong đó: Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 7 a = d 12 /d: tỷ số giữa tri số trung bình giữa hai dây quấn và đường kính trụ sắt d. b = 2. a 2 / d: tỷ số giữa bề dày cao áp và đường kính trụ sắt. + Hệ số hình dáng máy biến áp β . 8,32,1 . 12 ÷== l dπ β . Tính toán các tham số cơ bản. 1. Đường kính trụ sắt. d = A.x. 4 22 . .507,0 ldtnx r KBUf KraS A = Trong đó: S = 50 kVA: công suất định mức máy biến áp một pha. a r : chiều rộng quy đổi từ trường tản. K r = 0.95 : hệ số quy đổi từ trường tản. f = 50 hZ: Tần số dòng điện; U nx = 4.7% - thành phần điện áp ngắn mạch phản kháng. B t = 1.62T : mật độ từ cảm trong trụ. Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 8 K ld = 0,86: hệ số lợi dụng lõi sắt. 2.Trọng lượng trụ sắt. 2 2 1 T x.A x A G += . Trong đó: d = A.x; d 12 = a.d = A.d.x; β = x 4 . A 1 =1,89.10 4 .a.A 3 .K ld =1,89.10 4 .1,3.0,1211 3 .0,86 = 40 (kg). A 2 =1,2.10 4 .a.A 2 .K ld .l 0 =1,89.10 4 .1,3.0,1211 2 .0,86.20.10 -3 = 4,41 (kg). 1211,0 86.062,1.44,4.50 0344,0.50 .507.0 K.B.U.f Kr.a.S .507,0A 2 4 2 ld 2 tnx r === . 3.Trọng lượng sắt gông. + Gông máy biến áp một pha có thể tính như sau: Một bộ phận trong phạm vi hai trụ của hai gông biên, có tiết diện Sg với chiều dài 2.C và trọng lượng của bộ phận này ở gông trên và dưới là Gg ’ ; Một bộ phận gồm hai nửa góc mạch từ ở phía ngoài của hai gông biên với trọng lượng của gông trên và gông dưới là Gg ’’ ; Một bộ phận gồm hai trụ biên có trọng lượng bằng trọng lượng của trụ giữa: T ' g '' gG GGGG ++= . ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha 9 C C G'' g /4 G' g /2 e.d a) b) Hình 2.2.a) Quy đổi nửa tiết diện trụ bậc thang về hình chữ nhật; b) Các phần của gông. + Trng lng ca tr st b phn th nht l: Feg ' g .c.2.S2G = . Trong ú: C = 0,5.d 12 +0.25d+0,5a 12 + a 2 +a 22 : chiu rng ca s mch t. d 12 : ng kớnh trung bỡnh ca hai dõy qun h ỏp v cao ỏp. a 12 : khong cỏch gia cun h ỏp v cao ỏp . a 2 : b rng cun cao ỏp . a 22 : khong cỏch cun cao ỏp n gụng. Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 10 + Trọng lượng sắt gông ở bộ phận thứ hai: FegFeg '' g .x.A.e.S4.d.e.S4G γ=γ= . e: hệ số quy đổi nửa tiết diện gông biên về hình chữ nhật tương đương e.d. Chọn e = 0,45. + Công thức tính trọng lượng gông: G G = B 1 .x 3 +B 2 .x 2 +G T . B 1 =1,2.10 4 .K g .K ld .A 3. (a+b+e) =1,2.10 4 .1,03.0,86.0,1211 3. (1,3+0,4+0,405) = 42,459(kg). B 2 = 1,2.10 4 .K g .K ld .A 2. (a 12 +2.a 22 ) = 1,2.10 4 .1,03.0,86.0,1211 2. (0,002+0,03) = 5,45(kg). 4. Tổn hao không tải. )G.pG.p(kfP GGTT ' f0 += . Trong đó: p T , p G: suất tổn hao trong trụ và gông của máy biến áp . ' f k - hệ số tổn hao phụ trong lõi sắt, với tôn cán nguội lấy ' f k = 1,25. GTGT0 G.563,1G.7,1)G.251,1G.348,1(125,1P +=+= . 5. Công suất phản kháng. [...]... mỏy bin ỏp mt pha nh) nờn in khỏng tn cng khỏc nhau Mt khỏc dũng in khụng u lm tng tn hao ph Vỡ vy cỏc si dõy chp qun quanh tr cn c hoỏn v Vnh đệm bìa cách điện Tấm lót cách điện bằng giấy cáp quấn bằng băng vải Cách điện lớp 3.2.a) Dây dẫn hình ống một lớp dây dẫn tròn 3.2 b)Cách điện phần đầu của dây quấn hình ống nhiều lớp 3.1.3 Dõy qun hỡnh xon 20 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha + i vi dõy... 3,093.106A/ mm2 11.ng sut dõy qun: =2,845 MPa 12.Tn hao khụng ti:P0 = 239,5286(W) 13.Dũng in khụng ti phn khỏng: i0x = 3,951 (A) 15 d12 = ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha CHNG 2 TNH TON DY QUN MY BIN P MT PHA 3.1 Cỏc kiu dõy qun mỏy bin ỏp mt pha Theo cỏch qun dõy ta cú ta cú th chia dõy qun mỏy bin ỏp ra lm cỏc kiuchớnh sau: + Dõy qun hỡnh ng dõy qun ch nht + Dõy qun hỡnh ng dõy dn trũn + Dõy qun hỡnh... dựng l giy cỏp hay giy in thoi, bỡa cỏch in hay cú th dựng rónh du hoc dựng rónh khụng khớ dc trc a) c) b) d) đ) rãnh Cách điện giữa các lớp dầu a) Giấy cáp; b)Giấy cáp hoạc giấy điện thoại; c,d: bìa cách điện 26 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha 3.2.3 Cỏch in gia cỏc bỏnh dõy: i vi dõy qun kiu bỏnh dõy, cú th phõn ra lm nhiu loi rónh khỏc nhau Cú bỏnh dõy chớnh, cú bónh dõy iu chnh in ỏp thng... bo lm sao cho lc ú nh nht (c bit l khi cú ngn mch) v t trng tn c u n hn 28 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha Cú cỏc kiu b trớ on dõy iu chnh sau: A A A A X1 X2 A6 A4 X1 X1 X3 X2 X5 X3 X3 X4 X5 X4 a) A3 A2 A5 X5 c) b) X2 X4 A7 X d) Hình 3.3 Các sơ đồ khác nhau điều chỉnh điện áp cuộn cao áp khi không có điện a) on dõy iu chnh cui dõy qun (hỡnh 3.3.a) Kiu ny hay dựng trong mỏy bin ỏp cụng sut ti... qun dõy khụng cht s b ly = 0,01 32 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha 14,50mm 15,1mm 5,70mm 5,1 Kích thớc dây quấn hạ áp 7.B dy dõy qun h ỏp a 1 = (2.a ' + a 11 ).10 3 = (2.5,7 + 5).10 3 = 16,4.10 3 = 16,4 (mm) 8.ng kớnh trong dõy qun h ỏp ' D 1 = d + 2.a 01 10 3 = 0,1361 + 2.5.10 3 = 0,1461 (m) Theo bng 18- sỏch thit k mỏy bin ỏp Phan T Th: + a01 = 5 mm: khong cỏch cỏch in t tr n cun h ỏp 9.ng kớnh... với điện áp thử 5 đến 85 KV; đờng đứt nét chỉ khoảng phóng điện có thể, đờng đó quyết đính kích thớc ld 3.2.2 Cỏch in dc + Cỏch in dc l cỏch in gia cỏc vũng dõy , gia cỏc lp dõy v gia cỏc bỏnh dõy Cỏch in dc phi m bo cho dõy dn phi chu c nhng quỏ in ỏp thiờn nhiờn, thng do súng in ỏp xung kớch ca sột truyn ngoi ng dõy ti mỏy bin ỏp Nhng súng in ỏp ny trong 25 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha trng... trong hỡnh 3.3.c, nhng vi in ỏp cao hn t 3ữ 220 KV v khc phc c nhng nhc im ca kiu trờn 3 4 Tớnh toỏn dõy qun h ỏp 1.La chn dõy qun : + Theo bng 38 sỏch thit k mỏy in Phan T Th Ta xem xột 2 kiu dõy qun thng hay s dng phớa h ỏp vi mỏy bin ỏp mt pha cụng sut : S = 50 KVA -Loi dõy qun hỡnh ng mt hay hai lp dõy dn ch nht, dựng ch yu cho phớa h ỏp; cụng ngh ch to n gin r lm lnh tt; bn c thp, chu c cụng sut... di lờn) Nh vy u dõy phõn lp trong v uụi dõy phõn lp ngoi cú in ỏp bng in ỏp pha + Nu Um 1000 V cỏch in rt n gin, hoc dựng mt rónh du 4ữ8 mm hoc dựng mt ng giy cỏch in l +Kiu dõy qun hỡnh ng cú nhc im l hai u khụng cú gỡ gi cht nờn d b tung ra do ú ch dựng cho mỏy bin ỏp c nh.Dõy qun hỡnh 17 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha ng kộp n nh v mt c khớ hn v núi chung d ch to cng n gin nờn dựng ph bin... nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha 10.B mt lm ngui ca dõy qun h ỏp ' M 1 = (n + 1).k..(D 1 + D 1'' ).l1 Trong ú: n = 1: s rónh du dc trc k = 0,75: h s k n s che khut ca nờm v cỏc chi tit khỏc Vi n = 1/ M1 = 0,5189 m2 n = 0/ M1 = 0,259 m2 01 1 a11 Sơ đồ dùng cho việc xác định kích thớc hớng kính của dây quấn 3.5 Tớnh toỏn dõy qun cao ỏp 34 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha 1.S vũng dõy cun cao ỏp... cao ỏp J tb = 3,23 A / mm 2 S b chn: J = 3,0 A/mm2 4 Chn kiu dõy qun : 35 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha + Theo bng 38 chn kiu dõy qun: dõy qun cao ỏp ch yu 4 kiu.Hỡnh ng nhiu lp dõy dn trũn; hỡnh ng nhiu lp phõn on; dõy dn xoỏy c liờn tc v hỡnh ng nhiu lp dõy ch nht + i vi mỏy bin ỏp mt pha: S = 50 KVA,UCA = 22 KV, ICA = 2,273 A dũng cao ỏp bộ ta la chn kiu dõy qun cao ỏp hỡnh ng nhiu lp + c