Đề tài Thiết kế máy biến áp dầu 3 pha 2 cuộn dây

ĐỀ TÀI:Giáo viên hướng dẫn : 	Th.S BÙI TẤN LỢI Sinh viên thực hiện 	: HOÀNG ANH ĐỨCLớp 	: 	02SK THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP DẦU 3 PHA 2 CUỘN DÂY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNGKHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬTHÌNH ẢNH MÁY BIẾN ÁPKết cấu chính của máy biến áp Máy biến áp gồm những bộ phận chính sau:- Lõi sắt ( hay còn gọi là mạch từ ).- Các kết cấu của nó: dây quấn, hệ thống làm lạnh và vỏ máy. Hình 1-1 Lõi sắt của máy biến áp 1- Gông; 2- Trụ; 3- Tiết diện trụ Chương I. TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁPDây quấn: Theo phương pháp bố trí dây quấn trên lõi thép có thể chia dây quấn biến áp thành hai kiểu chính: đồng tâm và xen kẻ + Dây quấn đồng tâm: ở đây dây quấn đồng tâm, tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm. +Dây quấn xen kẻ: các vành dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẻ nhau dọc theo trụ thép (hình1-4).Hình 1-4 Dây quấn đồng tâm (a) và dây quấn xen kẻ (b) Chương II. TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾUHình 2-1 Các kích thước chủ yếu của MBA a1 = 30 mma2 = 50 mma01 = 5 mma12 = 20 mma22 = 20 mml0 = 50 mmd12 = 320 mmd = 230 mmC = 450 mm	Từ các kích thước cơ bản của máy biến áp khi thiết kế người ta thường dùng trị số β để chỉ quan hệ giữa đường kính trung bình của các dây quấn d12 với chiều cao l của dây quấn, gọi là tỷ số kích thước cơ bản (củng là quan hệ về chiều rộng và chiều cao máy): Trị số β thường biến thiên trong 1 phạm vi rất rộng từ 1÷ 3,5 * Khi β bé thì hình dáng của máy biến áp sẽ cao và gầy     (hình 2-2)* Khi β lớn thì hình dáng của máy biến áp sẽ thấp và to(hình 2-3)Hình 2-2 khi β = 1,2 Hình 2-3 khi β = 3,5 Lập bảng tính toán sơ bộ Đường biểu diễn các mối quan hệQuan hệ giữa Gt, Gg, Gdq, GFe và β Quan hệ giữa tổn hao không tải Po, dòng không tải io và β Quan hệ giữa giá thành vật liệu tác dụng C’td và β Quan hệ giữa hiệu suất máy biến áp và β	Cần so sánh ba phương án gần với số liệu tính toán theo bảng để có được phương án tối ưu nhất.	Phương án 1 có: +β = 1,82    + P0 = 1436,75 (W).    + i0 % = 1,32 + C’td =1936,57 đơn vị qui ước 	Phương án 2 có: +β = 1,94    + P0 = 1466,79 (W).    + i0 %= 1,37 + C’td =1935,38 đơn vị qui ước 	Phương án 3 có: +β = 2,12    + P0 = 1511,83 (W).    + i0 % = 1,44 + C’td =1937,69 đơn vị qui ước 	So sánh cả 3 phương án thì có phương án 2 là tối ưu nhất, các số liệu này gần với số liệu chuẩn của máy và có giá thành nhỏ nhất (trùng với phương án tính toán). Ta có các số liệu cơ bản sau đây:      + Đường kính lõi thép	:	d =0,23 m     + Chiều cao dây quấn	:	l = 0,52 m     + Hệ số	:          β = 1,94           + Tiết diện của trụ	:          Tt = 0,0307 m2	 +Đường kính trung bình của rảnh dầu giữa cuộn hạ áp và cao áp	:	d12 = 0,32 m	 +Khoảng cách giữa hai trụ:	C = 0,45	 Với mức tổn hao không tải đã cho: P0= 1220W, dòng không tải: i0% = 1,4, un% = 4,5, Pn=6680W Chương III. TÍNH TOÁN DÂY QUẤNA. Tính toán kết cấu dây quấn hạ áp của máy biến áp1.Chiều cao tính toán của dây quấn hạ áp. 	l1= 0,048 cm2. Bề dày dây quấn hạ áp   	a1= 0,03 m3. Đường kính trong của dây quấn hạ áp.	D’1 =0,24m 4. Đường kính ngoài của dây quấn hạ áp.     	D’’1 = 0,3m 5.Trọng lượng đồng làm dây quấn hạ áp.	GCu1=216,85 kg6. Bề mặt tỏa nhiệt của dây quấn hạ áp.  	M1= 3,66 m2     B. Tính toán kết cấu dây quấn cao áp của máy biến áp 1. Các cấp điện áp tương ứng với các cấp nối ở cao áp.    23100(V) ứng với X5Y5Z5.    22550 (V) ứng với X4Y4Z4    22000 (V) ứng với X3Y3Z3    21450 (V) ứng với X2Y2Z2    20900 (V) ứng với X1Y1Z1	Hình 3-3 Sơ đồ điều 	 Hình 3-4 Bộ đổi 	 chỉnh điện áp 	 nối2. Số vòng dây tương ứng với mỗi cấp phân áp       Điện áp                                       Số vòng dâyCấp  + 5%U2đm          ứng với        w2 =990 +2.25=1040(vòng)Cấp  + 2,5%U2đm      ứng với        w2 =990 +25=1015(vòng)Cấp           U2đm      ứng với        w2 =990(vòng)Cấp  - 2,5%U2đm       ứng với        w2 =990 - 25=965(vòng)Cấp  - 5%U2đm        ứng với        w2 =990 - 2.25=940(vòng).3. Số vòng dây trong một lớp 	w12 = 261vòng 4. Số lớp của cuộn dây cao áp 	n12 = 4 lớp 5. Phân phối lại số vòng dây trên các lớp 3lớpx261=783vòng1lớpx207=207vòng6. Chiều dày dây quấn cao áp.	a2 = 2,68cm 7. Đường kính trong của dây quấn cao áp.             D'2= 0,36m8. Đường kính ngoài của dây quấn cao áp. D''2=0,40m9. Khoảng cách giữa hai trụ cạnh nhau. C= 0,42m.10. Khối lượng đồng làm dây quấn kể cả cách điện.            Gdq2= 293,255 kgChương IV. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH1. Tổn hao chính	PCu1=2674,62 W	PCu2=3163,213 W 2. Tổn hao phụ          PCu+Pf = PCu.kfVới: kf1=1,0005 	kf2=1,01 3. Tổn hao trong dây dẫn ra.           Pdr1=173,64 W           Pdr2=3,02 W4. Tổn hao trong vách thùng và các chi tiết khác.	Pt=127,5W5. Tổn hao ngắn mạch       Pn=6374,96 WSai số so với tiêu chuẩn:B. Tính điện áp ngắn mạch1. Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch. unr% = 0,850 2. Thành phần phản kháng ux của điện áp ngắn mạch.	 unx% = 3,98Điện áp ngắn mạch:	un% = 4,1   Sai số so với tiêu chuẩn.Chương V. TÍNH TOÁN CUỐI CÙNG VỀ HỆ THỐNG MẠCH TỪ VÀ TÍNH TOÁN THAM SỐ KHÔNG TẢI 1. Chiều rộng của gông.	bg = 21,2cm  2. Chiều cao của trụ sắt.     	lt=105,7cm3. Khoảng cách hai trụ kề nhau.	C = 43cm 4. Khối lượng thép toàn bộ của mạch từ.	GFe = Gt+Gg = 1095,23 kg     TÍNH TOÁN KHÔNG TẢI1. Tổn hao không tải.	P0=1480,706w2. Xác định công suất từ hoá toàn phần của máy biến áp.	Q0=10420,06VA3. Dòng điện không tải toàn phần.  a. Thành phần phản kháng của dòng điện không tải.         i0x= 1,39  b. Thành phần tác dụng của dòng không tải.          i0r= 0,197  c. Dòng điện không tải toàn phần.	i0= 1,43  d. Sai số so với tiêu chuẩn. 4. Hiệu suất của máy.Tính toán cuối cùng nhiệt độ chênh của dây quấn và dầu máy biến áp.a. Nhiệt độ chênh của thùng dầu đối với không khí.   b. Nhiệt độ chênh của dầu sát vách thùng so với thùng. c. Nhiệt độ chênh của dầu so với không khí. d. Nhiệt độ chênh của dầu trên so với không khí phải thoả mãn tiêu chuẩn.e.Nhiệt độ chênh của dây quấn đối với không khí phải đạt tiêu chuẩn.Chương VI: TÍNH TOÁN NHIỆT    	Xác định sơ bộ trọng lượng ruột máy, vỏ máy, dầu và bình giãn dầu:            a. Trọng lượng ruột máy (phần tác dụng):              Gr=1957,697 kg            b. Trọng lượng dầu.       Gd=295,32kg            c.Trọng lượng thùng dầu.	Gt=785kg  	d. Bình giãn dầu.	 Ggd=54,95kgTổng trọng lượng sơ bộ:G=(1882,24 +295,32+785+54,95).1.01=3123,897 kgChương VII. TỔNG TRỌNG LƯỢNG	PHỤ LỤC: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC TẾ	Lần đầu tiên việc làm quen với  thiết kế máy biến áp với mục đích không ngoài cũng cố phần lý thuyết đã được trang bị học hỏi. Từ đó rút ra kinh nghiệm cho bản thân qua quá trình thiết kế. 	Sau thời gian thực hiện đề tài này, em đã hoàn thành tương đối trọn vẹn.  	 Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa và bộ môn Điện công nghiệp của trường  Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng trong suốt thời gian học tập đã trang bị cho em những kiến thức cơ bản để hoàn thành đồ án tốt nghiệp .   	Em chân thành cảm ơn thầy : Bùi Tấn Lợi đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo và động viên em trong suốt thời gian thực hiện đồ án.     	Mặc dù có sự hướng dẫn tận tình của các thầy, cộng với sự nổ lực của bản thân nhưng do điều kiện thời gian và tài liệu tham khảo còn hạn hẹp nên em không thể đi sâu hơn và khó tránh khỏi thiếu sót. Rất mong sự thông cảm và đóng góp ý kiến từ phía thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn !! LỜI CẢM ƠN