Đồ án môn học thiết kế máy điện
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN
CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU:
• Công suất định mức : 400 kVA
• Điện áp định mức
:15/0,4 kV đấu Δ /yo-11
• Tổn hao không tảI
: 840 W
• Tổm hao ngắn mạch : 5750W
• Điện áp ngắn mạch
: 4%
• Đặc điểm:Đặt ngoài trời,làm việc liên tục,làm lạnh bằng dầu.
NỘI DUNG TÍNH TOÁN:
• Tinhd toán kích thước chủ yếu
• Tính toán dây quấn CA,HA
• Tính toán mạch từ
• Tính toán các tham số ngắn mạch,không tải
• Tính toán nhiệt
• Bản vẽ tổng lắp ráp.
1
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
CHƯƠNG I :NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN
LỰC
Máy biến áp điện lực là thiết bị chủ yếu của công mghiệp điện lực.Theo
sự phát triển của xã hội và hiện đại hóa của đất nước,qui mô của lưới điện
quốc gia ngày càng được mở rộng và số lượng máy biến áp ngày càng
lớn,yêu cầu kĩ thuật máy biến áp ngày càng cao.Trong quá trình truyền tải để
giảm tổn thất điện năng thì điện áp phải được nâng và hạ xuống 4 đến 5
lần.Do vậy tổng công suất của máy biến áp lớn hơn gấp 6 đến 8 lần công
suất của nhà máy điện.
Ngày nay hiệu suất của máy biến áp được nâng lên rất cao,từ 98 đến
99%,nhưng do số lượng máy biến áp trong hệ thống điện rất lớn nên tổn hao
này cũng đáng kể,vì vậy cần phải giảm đến mửc thấp nhất có thể tổn hao
trong máy biến áp nhất là tổn hao không tải.
Trong quá trình chế tạo thì những máy biến áp cỡ vùa và nhỏ được chế tạo
thành loại ba pha.Còn những máy biến áp cơ lớn được chế tạo thành loại
một pha sau đó được ghép lại thành tổ máy biến áp ba pha.
Công suất máy biến áp ngày càng lớn.Trên thế giới đã chế tạo được máy
biến áp ba pha có công suât đến một triệu kVA và điện áp tới 1150 kV.Để
đảm bảo chất lượng cung cấp điện năng thông thường thì máy biến áp được
chế tạo sao cho có thể điều áp được dưới tải.Máy biến áp được chế tạo với
vật liệu có từ tính tốt,có suất tổn hao thấp,độ từ thẩm cao,ngoài ra còn được
cải tiến cách làm mát và dùng những vật liệu kết cấu nhẹ và bền.
Có thể nói rằng sự phát triển của công nghệ chế tạo máy điện nói chung và
công nghệ chế tạo máy biến áp nói chung đã có những sự phát triển vượt bậc
2
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
đã tạo ra những máy có công suất lớn,điện áp cao nhưng có kích thước giảm
đáng kể.
CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
1.Tính toán các tham số cơ bản
1.Công suất trên mỗi pha của máy biến áp:
S 'p =
Sp
=
3
400
= 133,3 kVA
3
2.Dòng điện định mức trên một pha máy biến áp:
Dòng điện định mức phía cao áp của máy biến áp:
I1=
S p .103
U1
400.103
=
= 26,7 A
3.15.103
Dòng điện định mức thứ cấp máy biến áp:
I2=
S p .103
3.U 2
400.103
= 577,3 A
3.0, 4.103
=
3.Điện áp các pha của máy biến áp:
Điện áp bên cao áp của máy biến áp:
Uf1=U1=15000 V
Điện áp bên hạ áp của máy biến áp:
Uf2=
U2
3
=
0,4.10 3
3
= 230,94 V
4.Điện áp thử nghiệm của dây quấn máy máy biến áp.
Theo TCVN ta có điện áp thử nghiệm của máy biến áp:
Dây quấn cao áp của biến áp: Với U1=15 kV thì ta có Ut=38 kV
Dây quấn hạ áp của biến áp : Với U2=0,4 kV ta có Ut=5 kV
3
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
5.Kiểu dây quấn trong máy biến áp
Theo phụ lục XV ta có :
Với dây quấn cao áp điện áp U1=15 kV và dòng điện I1= 27,6 A.ta chọn
loại dây xoắn ốc liên tục.
Với dây quấn hạ áp U2=0,4 kV và dòng điện I2=577,3 A,ta chọn dây loại
xoắn ốc mạch đơn
6.Xác định các tham số tính kích thước chủ yếu
Hệ số aR
Ta có :
aR= a12 +
a1 + a 2
3
Hệ số aRphụ thuộc vào kích thước cụ thể của máy biến áp,của dây quấn HA
và CA,do đó chỉ khi bố trí xong dât quấn mới có thể xác định chính
xác.Khoảng cách cách điện giữa dây quấn CA và HA là a12 được chọn theo
điện áp thử nghiệm của cuộn CA.
Tra theo bảng XIV-2 TKMĐ ta có:
Công
Điện áp
suất
thử Ut
MBA
của cuộn
Sp
CA kV
Cuộn CA đến Giữa cuộn CA Giữa hai cuộn
gông,cm
với HA,cm
CA,cm
Đầu
thừa,cm
l02
δd
a12
δ 12
a22
δ 22
ld2
3,0
-
0,9
0,3
1,0
-
1,5
kVA
400
Lấy sơ bộ :
25
a1 + a 2
= k 4 S ' p .Trong đó k là hệ số phụ thuộc vào dung lượng
3
máy biến áp, vật liệu làm dây quấn CA và tổn hao ngắn mạch trong
MBA.Theo bảng 13.2 TKMĐ ta chọn được k=0,58.
4
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Thay ta có:
a1 + a 2
= k 4 S ' p = 0,58. 4 133,3 = 1,97 cm
3
Vậy ta có:
aR=2+1,97=3,97 cm
Điện áp ngắn mạch tác dụng:
unr =
Pn
5750
=
.100 = 1, 43 %
10S P 10.400
Điện áp ngắn mạch phản kháng:
unx = u 2 n − u 2 nr = 42 − 1, 432 = 3,74 %
Hình dáng sơ bộ của máy biến áp như hình vẽ:
Hệ thống mạch từ sủ dụng hệ thống ba pha ba trụ có mối ghép chéo
góc,ghép thẳng với trụ giữa.
5
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Trụ được ghép bằng băng đai và gông dùng sắt góc ép lại.Thép dùng làm
lõi sắt là thép cán nguội đẳng hướng 3407 dày 0,3 mm.Lấy mật độ từ
cảm trong trụ BT=1,75 T.
Theo bảng 13.2 với SP=400 kVA thì trụ có 6 bậc,hệ số điền đầy
kd=0,926.
Hệ số ép chặt kc=0,95 ta có hệ số lợi dụng:
ke=kd.kC=0,95.0,926=0,88
Chọn các bậc của gông là 7.Theo phần phụ lục XVII-2 TKMĐ ta có: Hệ
số của gông kG=1,02.Trông đó kG là tỉ số thiết diện giữa gông và trụ.Vì
vậy ta có mật độ từ cảm trong gông BG=BT/1,02=1,75/1.02=1,029 T.
Số khe hở trong mạch từ gồm 4 rãnh chéo ở 4 góc và 3 rãnh vuông ở trụ
giữa.Mật độ từ thông trong rãnh vuông góc là:
B"R=BT= 1,75 T
Từ thông trong rãnh chéo là:
B'K= BT / 2 = 1, 75 / 2 =1,24 T
Theo bảng V-4 ta có tổn hao trong thép :
+Tổn hao trong trụ
pFeT=1,238 W/kg
+Tổn hao trong gông
pFeG=0,574 W/kg
+Tổn hao từ hóa trong trụ
qT =1,956 VA/kg
+Tổn hao từ háo trong gông qG =1,575 VA/kg
Tổn hao từ hóa trong khe hở không khí:
+Tổn hao từ hóa trong khe hở vuông góc q"K= 0,61 VA/cm 2
+Tổn hao từ hóa trong khe hở chéo
q'K = 0,0956 VA/ cm
2
Theo bảng 13.7 ta có hệ số tổn hao phụ kf=0,91 khi ngắn mạch.Theo
bảng 13.5 và 13.6 ta có được hằng số đối với dây đồng là a=1,4 và b=
0,28.Ta lấy hệ số kR=0,95 là hệ số ép chặt.
6
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Hệ số β = 1,8 – 2,4.
*Ta tiến hành tính toán các hệ số cơ bản :
Hệ số A:
A=16.
4
S 'P aR k R
133,3.3,97.0,95
= 16. 4
= 16,51
2
fU nx B T k2l
50.3, 74.1, 752.0,882
Hệ số A1 :
A1= 5, 66.10−2.a. A3 .k1 = 5, 66.10−2.1, 4.16, 513.0,88 = 313,81 kg
A2= 3, 6.10−2. A2 .k1 .l0 = 3, 6.10−2.16,512.0,88.3 = 25,9
kg
Trong công thức trên l0 là khoảng cách từ cuộn cao áp đến gông.Tra bảng
ta có được l0=5 mm
B1 = 2, 4.10−2.k1 .kG . A3 .(a + b + c ) = 2, 4.10−2.0,88.1, 02.16,513.(1, 4 + 0, 28 + 0, 411) = 202, 72
B2= 2, 4.10−2.k1 .kG . A2 .(a12 + a22 ) = 2, 4.10−2.0,88.1, 02.16,512.(2, 7 + 3, 0) = 33, 47 kg
C1= K dq
= 2, 46.102.
S P .a 2
2
k f .K L .B 2 T u nr . A 2
=,
400.1, 42
= 498, 49 kg
6,91.0,882.1, 752.1, 43.16,512
M= 0,2453.10 −4.k n 2 .k f .k R .
= 0, 2453.10−4.45,862.0,91.0,95.
Pn
=
a. A
5750
= 11,8 MPa
1, 4.16,51
Trong công thức trên thì:
100
k n = 1,41.
(1 + e
un
100
1, 41.
.(1 + e
4
B=
−π .1,43
3,74
−π .u nr
u nx
)=
) = 45,86
2 A2 + B 2 2 25,9 + 33, 47
=
= 0,19
3 B1
3 202,72
7
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Chọn tỉ giá giữa dây đồng PVB và thép 3404 là kFe,Cu=2,21
C=
A1
313,81
=
= 0,52
3.B1 3.202, 72
Chọn kcđ=1,06 ta có :
D=
2 C1
2 65,98
.k Fe,Cu .kcd = .
.2,21.1,06 = 0, 22
3 D1
3 466,13
Ta có đẳng thức :
x5+Bx4-Cx-D=x5+0,328.x4-0,554x-0,22
Theo phương trình trên ta có β min = 1,90
Trọng lượng tôn Silic của các góc gông:
Gg=0,493.10-2.kl.kG.A3x3=
=0,493.10-2.0,88.1,02.16,513.x3=19,91x3
Thiết diện của trụ lõi sắt :
ST=0,785.kl.A2.x2=
=0,785.0,88.16,512.x2=188,3x2
Thiết diện khe hở vuông góc :
S”K=ST=188,3.x2
Thiết diện khe hở chéo:
S’K=ST. 2 =188,3. 2 .x2=
=266,3.x2
Tổn hao không tải trong máy biến áp :
P0=k’F(pTGT+pG.GG)=
=1,25(1,238.GT+0,574.GG)=1,54GT+0,717GG
8
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
β
1.8
2
2.2
2.4
2.153
β
1.158292185
1.18920712
1.217883286
1.24466595
1.211326
1.341640786
1.41421356
1.483239697
1.54919334
1.46731
A1/x=313.81/x
A2x2=25.9.x2
GT=A1/x+ A2x2
1.554012038
270.9247321
34.74849637
305.6732285
1.68179283
263.881704
36.6281313
300.509835
1.806412836
257.6683691
38.41590816
296.0842773
1.92822821
252.123872
40.1241075
292.24798
1.777391
259.0632
38.00334
297.0666
B1x3=202.72.x3
315.0293204
340.933043
366.1960101
390.890422
360.3127
44.90471712
47.3337279
49.64403267
51.851501
49.11088
359.9340376
388.266771
415.8400428
442.741923
409.4236
665.607266
688.776606
711.9243201
734.989902
706.4902
30.94037969
33.4844953
35.96567957
38.3910236
35.38786
728.8094768
4663.655898
741.172421
4965.56506
754.1270977
5261.140361
767.507847
5550.95091
751.0393
5192.218
1.165913975
1.24139126
1.31528509
1.38773773
1.298054
474.3818214
450.038111
429.0945025
410.826708
433.7528
787.4738236
747.063264
712.2968741
681.972336
720.0296
x=
4
x2 = 4 β 2
3
x =
4
β3
2
B2x =33.47.x
3
2
2
GG= B1x + B2x
GFe=GT+GG
3
Gg=52,35.x
P0=1,7GT+1,563GG
Q0=2,445GT+1,969GG
+97,8Gg+136,5x2
i0x=Q0/10SP
2
Gdq=C1/x
GCu=1,66Gdq
9
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
kCùeGCu=2,21GCu
C’td=GFe+kCuFeGCu
J=0,91.5750/2,4Gdq
3
∂ cp =M.x
d=A.x
d12=ad=1,4d
l= π d12/β
2a2=bd
C=d12+a12+2a2+a22
1740.31715
1651.00981
1574.176092
1507.15886
1591.265
1742.11715
1653.00981
1576.376092
1509.55886
1593.418
3.143803514
3.20102184
3.254096592
3.3036668
3.44196
14.23475027
19.12340398
15.4052223
19.6338095
16.54674158
20.10725305
17.6625704
20.5494349
16.2809
19.99899
26.77276557
27.4873333
28.15015426
28.7692089
27.99859
46.70360216
43.1551132
40.17794745
37.6397149
40.83398
5.354553114
5.49746665
5.630030853
5.75384177
5.599717
37.82731868
38.6847999
39.48018512
40.2230506
39.2983
Ta thấy rằng giá thành thấp nhất của máy biến áp khi β nằm trong khoảng
1,8 đến 2,4.Khi đó ta có đường kính của trụ nằm trong khoảng 19,21đến
20,54 cm.Trong khoảng đường kính đó các thông số đạt yêu cầu.Ta chọn
đường kính trụ d=20 cm.Khi đó ta có x=1,211 vậy β =2,153
Thiết diện lõi sắt của mạch từ:
ST=188,3.x2=188,3.1,2112=276,14 cm2
Đường kính trung bình của lõi sắt:
d12=a.A.x=1,4.16,51.1,211=28 cm
Chiều cao dây quấn của máy biến áp:
L=
π d12 π .28
=40,85 cm
=
2,153
β
Chiều cao của trụ lõi sắt:
lT =l +2.l0=40,83+2.3=43,13 cm
10
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Khoảng cách giữa các trụ và lõi sắt :
C = d12+a12+2a2+a22 = 41,1 cm
Điện áp trên một vòng dây:
UV= 4,44.f.BT.ST.10-4=
= 4,44.50.1,75.276,1410-4=10,72 V
Trọng lượng sắt của máy biến áp:
GFe=706,49 kg
Trọng lượng đồng trong máy biến áp:
Gdq=433,38 kg
Mật độ dòng điện trong máy biến áp:
J = 3,44A/mm2
Ứng suất trong dây quấn cho phép của máy biến áp:
3
∂ cp = M.x =16,28 Mpa
Tổn hao không tảI trong máy biến áp thiết kế :
P0 = 751 W
Dòng tổn hao không tải:
i0%= Q0/10SP=1,298 %
1.TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP:
Số vòng dây quấn hạ áp:
w2= Uf2/UV=230,94/10,72=21,54 vòng
Ta lấy w2=22 vòng.Khi đó ta có điện áp rơi trên một vòng dây
UV=230,94/22=10,5 V
Mật độ dòng điện trong dây quấn :
J 2 =0,746.kf.
Pn .U v
5750.10,5
= 0, 746.0,91.
= 3, 66 A / mm 2
S P .d12
400.28
Thiết diện của dây quấn hạ áp tính toán:
S’dq2=I2/J2=230,94/3,66 = 63,1 mm2
11
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Chọn dây quấn của máy biến áp là dây quấn xoắn ốc kép một lớp.Chọn
khoảng cách rãnh dầu trong máy biến áp hr=0,5 cm.
Chọn số đệm dọc theo chi vi của dây quấn của cuộn dây của cuộn hạ áp là
12 chiếc.Chiều rộng tấm đệm là 4 cm.
Chiều cao hướng trục của dây quấn hạ áp :
l
hv2 =
w2 + 1
− hr =
40,85
− 0,5 = 1, 28 cm
22 + 1
Chọn dây là 3 sợi dây ghép song song loại PB .Thiết diện 1 sợi là:
4,5 × 12,5
5, 0 ×13, 0
Các sợi được chia làm hai mạch ghép song song có rãnh dầu ở giữa.
Thiết diện của một vòng dây tổng bằng:
S2=3.55,39=166,17 mm2
Mật độ dòng điện trong dây quấn hạ áp trong chế độ định mức:
J2=577,3/166,17=3,47 A/mm2
Chiều cao dây quấn hạ áp:
Ta tiến hành tính toán chiều cao dây quấn hạ áp bằng cách cho chiều cao dây
quấn hạ áp bằng chiều cao dây quấn cao áp.
Chiều cao dây quấn hạ áp được tinh theo công thức:
l2 = 2b '( w2 + 1) + k [ hr 2 w2 + σ ( w2 + 1)]
Trong công thức trên:
l2 : Chiều cao thực tế của cuộn hạ áp
b’ : Chiều rộng của một sợi dây quấn
w2 : Số vòng dây cuộn hạ áp
k : Hệ số khi kể đến sự co ngót của dây quấn khi ép chặt để
sây khô.thông thường k=0,94-0,96,ta lấy k=0,95
hr2 : Chiều cao rãnh dầu làm mát
12
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
σ : Chiều cao cách điện giữa hai mạch σ =0,1-0,15.Ta lấy
σ =0,1.
Ta tiến hành bố trí cuộn dây hạ áp có chiều cao tương đương như cuộn cao
áp.Do vậy thì số rãnh thông dầu của máy biến áp phảI chọn sao cho thỏa
mãn được điều kiện về chiều cao.Để đơn giản trong thiết kế và lắp đặt ta
chọn tất cả các rãnh thông dầu đều có kích thước bằng nhau.Ta có phương
trình:
l2 = 2.1,3(22 + 1) + 0,95 [ hr 2 22 + 0,1(22 + 1)] = 72, 43cm
Ta có chiều cao rãnh thông dầu:
hr2 = 0,78 cm
Kích thước rộng của dây quấn:
a2 =
nv1
12
a ' = .0,5 = 3, 0cm
2
2
Trong thủ nghiệm cao áp thì với cấp điện áp 0,4 kV, điện áp thử nghiệm là
5 kV.Trong kết cấu dây quấn kiểu xoắn ốc ta có a01=1,5 đó là khoảng cách
từ cuộn hạ áp dến gông.
Đường kính trong của dây quấn hạ áp:
D’2= d+2a01 = 20+2.1,5 = 23 cm
Đường kính ngoài của dây quấn hạ áp:
D”2= D’2+2.a2 = 23+2.3 = 29 cm
Đường kính trung bình của dẩ quấn hạ áp:
Dtb2= (D’2+D”2)/2 = (23+29)/2 =26 cm
Suất tản nhiệt trên bề mặt dây quấn hạ áp :
q2 =
1, 07.J 2 wb k f
k3 (b '+ a1 )
Trong công thức trên :
q2 : Suất tản nhiệt trên bề mặt dây quấn hạ áp
13
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
J2 : Mật độ dòng điện trong dây quấn hạ áp
wb : Bề rộng dây quấn hạ áp kể cả đến cách điện
kf : Hệ số tổn hao phụ
k3 : Hệ số của dây quấn
Thay số ta có:
q2 =
1, 07.3, 66.577,3.0,5.1, 05
2
= 535, 01 W/m
0, 75(1, 483 + 3)
Trọng lượng dây đồng trong dây quấn hạ áp:
Gdq 2 = 28.a2 .Dtb 2 .w2 .S 2 .10−5
Thay số ta có :
Gdq 2 = 28.3.26.22.166,17.10−5 = 79,84kg
Trọng lượng dây quấn hạ áp kể cả cách điện :
G0dq2 = 1,02Gdq2=1,02.79,84=81,44 kg
2.TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP
Do yêu cầu của máy biến áp có điều chỉnh điện áp nên ta tiến hành thiết kế
dây quấn cao áp có các đầu ra cho phép điều chỉnh điện áp.Chọn điều chỉnh
điện áp là ±2 ± 2, 5% .
Dòng điện qua tiếp điển của bộ điều chỉnh bằng 72,168 A.
Điện áp của hai đầu điều chỉnh :
Sơ đồ đầu điều chỉnh điện áp :
14
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Điện áp giữa hai đầu điều chỉnh điện áp -5 và +5 bằng :
Uđcf = 10%.U1 = 10%.15.103 =1500 V
Điện áp thử của cuộn dây điều chỉnh :
Utđcf = 2.Uđcf =2.230,94 = 461,88 V
Điện áp giữa hai nấc điều chỉnh kiên tiếp của cuộn dây cao áp :
ΔU dc = 2,5%.15.103 = 375 V
Đặt tên các đầu điều chỉnh như bảng dưới đây :
Đầu điều chỉnh
+5%
+2,5%
0%
-2,5%
-5%
Tên
A1
A2
A3
A4
A5
Điện áp kV
15750
15375
15000
14625
14250
Đối với dây quấn cao áp ta chọn dây quấn xoắn ốc liên tục.
15
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Số vòng dây cơ bản của cuộn dây cao áp :
w1 = w2 .
U1
15
= 22.
= 825 vòng
U2
0, 4
Số vòng dây điều chỉnh điện áp của cuộn dây cao áp:
w1dc =
U dcf
UV
=
1500
= 142,86 vòng
10,5
Số vòng dây ứng với một nấc điều chỉnh điện áp :
w '1dc =
w1dc 461
=
= 115 vòng
4
4
Mật độ dòng điện sơ bộ trong dây quấn cao áp:
J '1 = 2 J cp − J 2 = 2.3, 47 − 3, 66 = 3, 28 A/mm2
Thiết diện sơ bộ của dây quấn cao áp:
S’1= If1/J’1= 26,7/3,28 = 8,14 mm2
Dùng dây xoắn ốc liên tục với dây dẫn là loại dây PB.Số sợi dùng là 1
sợi,thiết diện dây cao áp bằng :
S1 =
1,50 × 5, 00
= 7, 29mm 2
2, 00 × 5,5
16
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Mật độ dòng điện trong dây quấn cao áp:
J1 =
I f1
S1
=
26, 7
= 3, 66 A/mm2
7, 29
Giữa hai bánh dây kép ta thiết kế một rãnh dầu rộng 0,5 cm.Giữa hai lớp dây
quấn của dây quấn kép ta đặt lót cách điện dày 0,05 cm.Ở hai rãnh dầu dây
quấn ta để một khe hở 0,75 cm để tăng cường cách điện.Khe hở giữa hai nửa
cuộn dây ta đặt bằng h=1,25 cm,chiều cao của một bánh dây b’=0,55 cm.
Số bánh dây của cuộn dây cao áp:
nk1 =
2(l2 + hK )
2(72, 43 + 0,5)
=
= 85,8 cm
2b '+ hK + δ 2.0,55 + 0,5 + 0,1
Chọn số bánh dây của cuộn dây cao áp là 80 bánh.Số vòng dây trong một
bánh:
w 'b1 =
w1 825
=
= 10,3 vòng/bánh
nK 1 80
Ta tiến hành chia số vòng dât trung bình cho mỗi bánh:
+ Chọn 58 bánh cơ bản, mỗi bánh có 11 vòng ,bánh 59 có 7 vòng ,tổng
cộng có 645 vòng
+ Chọn 4 bánh cách điện tăng cường,mỗi bánh có 9 vòng,tổng cộng có 36
vòng
+ Chọn 12 bánh cách điện tăng cường ,mỗi vòng có 12 vòng,tổng cộng
có 144 vòng
Tổng cộng có 645+36+144=825 vòng
Sơ đồ bố trí dây quấn như hình vẽ :
17
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Trong hình vẽ trên :
Bánh dây T : Bánh dây có quấn cách điện tăng cường
Bánh dây C : Bánh dây cơ bản
Bánh dây D : Bánh dây điều chỉnh điện áp
Chiều cao của cuộn dây cao áp :
l1 = b '.nb 2 + k [ hr (nb 2 − 2) + hdc ] = 0,55.60 + 0, 65.4 + 0,95(0, 75.4 + 1, 25 + 0,1.30 + 0,5.28) = 55,8cm
Đường kính trong của cuộn dây cao áp :
D’1= D”2+2.a12 = 29+0,9 = 29,9 cm
Số vòng dây trong một bánh dây:
wb1= w2/nb2=825/70=11,78 vòng
Lấy tròn wb1=11 vòng
Chiều dày của cuộn dây cao áp :
a1 = a’2.wb1= 11.0,5 = 5,5 cm
Đường kính ngoài của cuộn dây cao áp :
D”1 = D’1+2.a1 = 29,9+2.5,5 = 40,9 cm
Đường kính trung bình của dây quấn cao áp :
Dtb1= (D’1+D”1)/2 = (29,9+40,9)/2 = 35,4 cm
Suất tản nhiệt của cuộn dây cao áp :
q1 =
1, 07.J1 .I f 1 w1 .k f
k3 (b '+ a1 )
=
1, 07.3, 66.26, 7.0, 2.1, 05
= 5,14 W/m2
0, 75(0, 2 + 5,5)
Trọng lượng đồng trong dây quấn cao áp :
18
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
Gdq1= 28.a1.Dtb1.w1.S1.10-5=
= 28.5,5.35,4.825.7,29.10-5 = 108,6 kg
Trọng lượng dây quấn cao áp khi kể cả tới cách diện :
G0dq1 = 1,02.Gdq1 = 1,02.208,6 =212,8 kg
Kích thước dây quấn của máy biến áp :
19
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đồ án môn học
Thiết kế máy điện
TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC KÍCH THƯỚC MẠCH TỪ
Trong thiết kế ta dùng loại thép 3407 chiều dày là 0,3 mm ta không dùng
cách điện bổ xung trong mạch từ.
Kích thước của trụ mạch từ d=23 cm.Trụ trong máy có 6 bậc
Thiết diện của trụ :
SbT = ∑ aT bT
Trong công thức trên :
SbT : Diện tích của trụ
aT : Chiều cao một bậc
bT : Chiều rộng một bậc
Công thức tính đường kính trụ dựa vào hệ số hình dáng và số bậc :
Dt = k0 St
2
Nên ta có :
2
⎛ D ⎞ ⎛ 23 ⎞
St = ⎜ t ⎟ = ⎜
= 379,9 cm2
⎟
⎝ k0 ⎠ ⎝ 1,18 ⎠
k0 tra theo bảng 10.1 TK MBA –Phạm Văn Bình,Lê Văn Doanh
Thiết diện của trụ thuần sắt tương ứng :
S’T = kcSt = 0,95.379,9 = 361 cm2
20
Đại học Bách khoa Hà Nội
- Xem thêm -