Luận Văn Thiết kế máy biến áp dầu 3 pha,chế độ làm việc liên tục ,đặt trong nhà hoặc ngoài trời

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP DẦU 3 PHA,CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LIÊN TỤC ,ĐẶT TRONG NHÀ HOẶC NGOÀI TRỜI,CÓ CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU NHƯ SAU:

Tổng dung lượng máy biến áp S= 320 kVA;
Số pha m = 3; Tần số f = 50 Hz;
Điện áp hạ áp: U2= 0,4 kV; Điện áp cao áp: U1 = 15 kV;
So đồ nối dây Y/Y0¬-12.
Máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn gam mới, có các đặc tính: điện áp ngắn mạch un = 4,4%; tổn hao ngắn mạch pn¬ = 5200 W; Tổn hao không tải p0 = 1200 W; dòng điện không tải i0 = 2,5. Làm lạnh bằng dầu biến áp. Thiết bih đặt ngaòi trời. thiết kế dây dẫn bằng đồng, loại máy biến áp ba pha ba trụ cấu trúc phẳng.

Chương II
TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

I. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN
1. Dung lượng một pha
Sf = = = 106,67 (kVA).
Dung lượng trên mỗi trụ: S’ = = = 106,67 (kVA) .
2. Dòng điện dây định mức:
- Phía cao áp: I1 = = = 12,32 (A) .
- Phía hạ áp: I¬2 = = = 461,88 (A)
3. Dòng điện pha định mức:
Vì dây quấn nối Y/Y0 nên:
If1= I1= 12,32 (A) ;
If2 =I¬2 = 461,88 .
4. Điện áp pha định mức:
- Phía cao áp: Uf1 = = = 8660 (V)

- Phía hạ áp: Uf2= = = 231 (V)
5. Điện áp thử của các dây quấn:
Để xác định khoảng cách cách điện giữa các dây quấn và giữa các phần khác của máy biến áp thì ta phải biết được điện áp thử của chúng. Với dây quấn U1dm = 15kV và U2dm= 0,4 kV ta tra trong bảng 2 tài liệu hướng dẫn ta được:
Với U1dm = 15kV ta có Uth1= 45 kV;
Với U2dm = 0,4 kV ta có Uth2 = 5 kV.
6. Các thành phần điện áp ngắn mạch.
Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch:
Unr = % = = 1,625 %
Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch:
Unx = = = 4,09%
II. Chọn số liệu xuất phát và tính toán các kích thước cơ bản


Các kích thước cơ bản của máy biến áp


1. Chiều rộng quy đổi của rãnh từ tản giữa dây quấn cao áp và hạ áp:
Với Uth1 = 45 kV, theo bảng 19 TLHD ta có a12 = 20mm, = 4 mm. trong rãnh a12 đặt ống cách điện dày = 4 mm. Theo bảng công thức (2-36) và bảng 12 TLHD ta chọn k = 0,53
= k. .10-2 = 0,53. .10-2 = 0,017 (m)
aR = a12 + = 0,02 +0,017 = 0,037 (m).
2. Hệ số quy đổi từ trường tản là kr = 0,95
3. ta chọn tôn cán lạnh mã hiệu 3404 có chiều dày 0,35 mm. Theo bảng 11 tài liệu hướng dẫn, ta chọn từ cảm trong trụ Bt = 1,62 T, hệ số kg = 1,025
Cách ghép trụ: theo bảng 6 TLHD, ta chọn cách ghép trụ bằng nêm và dây quấn. cách ép gông: ta chọn cách ép gông bằng xà ép, bu lông đặt phía ngoài gông. Chọn hệ số tăng cường gông kg = 1,025.
Sử dụng lõi thép có bốn mối ghép xiên ở bốn góc của lõi, còn ba mối nối giữa dùng mối ghép thẳng lá tôn.
Theo bảng 4 TLHD chọn số bậc thang trong trụ là 6 số bậc thang của gông lấy nhỏ hơn trụ một bậc tức là 5 bậc, hệ số chêm kín kc = 0,918. Tra trong bảng 10 TLHD chọn hệ số điền dầy rãnh là kđ = 0,97. Hệ số lợi dụng lõi sắt kld = kc.kđ = 0,918.0,97 = 0,89.
Từ cảm trong gông Bg = = =1,58 (T). Từ cảm ở khe hở không khí mối nối thẳng B’’k = Bt = 1,62 (T), từ cảm ở khe hở không khí ở mối nối xiên B’k = = = 1,146(T). Suất tổn hao sắt ở trụ và gông, theo bảng 45 và 50 TLHD với tôn chọn có mã hiệu là 3404 ta tra được các số liệu sau:
Với Bt = 1,62 T tra được pt = 1,353 (W/kg),qt = 1,958(VA/kg).
Với Bg = 1,58T tra được pg= 1,251 (VA/kg), qg = 1,675(W/kg).
Suất từ hoá ở khe không khí:
Với B’’k = 1,62 (T) tra được q’’k = 25100 VA/m2
Với B’k = 1,146 (T) tra dược q’k = 22100 VA/m2
4. Các khoảng cách cách điện chính:
Chọn theo Uth1 = 45 kV của cuộn sơ cấp ( cao áp ) và Uth2 = 5 kV của cuộn thứ cấp (hạ áp). Tra bảng 18 và 19 TLHD ta có các số liệu sau:
- Trụ và dây quấn hạ áp a01 = 15 mm.
- Dây quấn hạ áp và cao áp a12 = 20 mm.
- Ống chách điện giữa cao áp và hạ áp = 4 mm.
- Dây quấn cao áp và cao áp a22 = 18 mm.
- Tấm chắn giữa các pha = 2 mm
- Khoảng cách giữa dây quấn cao áp và gông l0 = l01 = l02 = 50 mm
- Phần đầu thừa của ống cách điện lđ = 20 mm.
5. Các hằng số a, b tính toán có thể lấy gần đúng và được tr trong bảng13, 14 TLHD:
a = 1,36; b = =0,40
6. Tra trong bảng 15 TLHD ta được hệ số tính toán tổn hao phụ trong dây quấn, ở trong dây dẫn ra vách thùng và ở vài chi tiết kim loại khác do dòng điện xoáy gây nên, k¬f = 0,95.
7. quan hệ giữa đường kính trung bình d12 và chiều cao l của trụ sắt.
Trong thiết kế người ta dùng hệ số để chỉ quan hệ giữa chiều rộng và chiều cao của máy.
= ; thay đổi từ 1,2 đến 3,6
Sự lựa chọn hệ số không những ảnh hưởng đến mối tương quan khối lượng vật liệu thép, dây đồng mà còn ảnh hưởng đến các thông số kỹ thuật như: tổn hao không tải, tổn hao ngắn mạch
Về mặt kinh tế: Nếu máy biến áp có cùng công suất, điện áp, các số liệu xuất phát, và các tham số kỹ thuật thì khi nhỏ, máy biến áp “gầy” và cao, nếu lớn thì máy biến áp “ béo” và thấp. với những trị số khác nhau thì tỷ lệ trọng lượng sắt và trọng lượng đồng trong máy biến áp cũng khá nhau. nhỏ trọng lượng sắt ít, lượng đồng nhiều, tăng lên thì lượng săt tăng lên, lượng đồng nhỏ lại.