Tài liệu Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế máy biến áp một pha doc

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy 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 ++= . Đ ồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp một pha 9 C C G'' g /4 G' g /2 e.d a) b) H×nh 2.2.a) Quy ®æi nöa tiÕt diÖn trô bËc thang vÒ h×nh ch÷ nhËt; b) C¸c phÇn cña g«ng. + Trọng lượng của trụ sắt ở bộ phận thứ nhất là: Feg ' g .c.2.S2G γ= . Trong đó: C = 0,5.d 12 +0.25d+0,5a 12 + a 2 +a 22 : chiều rộng cửa sổ mạch từ. d 12 : đường kính trung bình của hai dây quấn hạ áp và cao áp. a 12 : khoảng cách giữa cuộn hạ áp và cao áp . a 2 : bề rộng cuộn cao áp . a 22 : khoảng cách cuộn cao áp đến gông. [...]... 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... chớnh trong mỏy bin ỏp Mó hiu giy cỏp Nga l k-08; k12; k-17 b) Giy in thoi: Mng hn giy cỏp (thng dy 0,05 5% mm) thng dựng lm cỏch in gia cỏc lp, cỏch in cho cỏc dõy dn ra ca mt s dõy dn trũn Mó hiu giy Nga l KT- 50 c) Vi sn: Mỏy bin ỏp du thng dựng loi vi hay la ó qua 3 ln tm du sn cú chiu dy 0,17; 0,20;0,24 mm d) Bng vi: 23 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha Cú hai loi: Loi si chộo dy 0,54 0,02 mm... sau: -Dõy ng trỏng men (ờ may) bc si bụng ng kớnh 1,18ữ5,2 mm Dõy ny ca Nga kớ hiu l b0 - Dõy ng bc giy cỏp kộp, vi dõy trũn ng kớnh 1,18ữ5,2 mm; vi dõy ch nht cú cnh nh t 1,4ữ 5,6 mm, cnh ln t 3,75 ữ 16,0 mm + Cỏch in gia cỏc lp dõy: - Thng 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... 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 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 ti 630 KVA, dũng n 800 A, in ỏp n 6 KV - Dõy qun kiu hỡnh xon, kộp dõy dn ch nht, dựng ch yu cho phớa... 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 1 8- 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... 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... trong Nh vy ta c ụi bỏnh th nht C th ip tc sang h b nhng ụi bỏnh khỏc 3.4 Dây quấn xoáy ốc liên tục + Yờu cu i vi loi dõy qun ny l: - Cỏc u ra ca dõy qun phi phớa ngoi cựng bỏnh dõy, cỏch in phin phc Nh vy s bỏnh phi l s chn 22 ỏn tt nghip Thit k mỏy bin ỏp mt pha - Khi chp nhiu si phi hoỏn v gia cỏc si dõy Nhng vic hoỏn v õy cú th tin hnh gia hai bỏnh dõy cnh nhau v khụng lm thay i chiu cao ca... khi mỏy bin ỏp c ct ra khi li in- ta gi l iu chnh in ỏp khụng kớch thớch (KT) Mun iu chnh t ng v khụng phi ct mỏy bin ỏp ra khi li in thỡ phi cú thit b iu chnh in ỏp t ng di ti Nhng mỏy bin ỏp nh vy gi l mỏy bin ỏp iu chnh di ti (DT) + Tiờu chun quc t vi mỏy bin ỏp cụng sut 25ữ 200.000 KVA khi iu chnh khụng kớch thớch thỡ cun cao ỏp b hai n 4 cp iu chnh: + 5,+ 2,5 ;-2 ,5 ;- 5% in ỏp nh mc Vic chuyn i cỏc... 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 . Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy 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 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