31

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до курсового проектування та лабораторних робіт з дисципліни

“Автоматизація конструкторсько – технологічного проектування електричних апаратів”

для студентів спеціальності 8.092206.02

всіх форм навчання

2009

Методичні вказівки до курсового проектування та лабораторних робіт з дисципліни “Автоматизація конструкторсько – технологічного проектування електричних апаратів” для студентів спеціальності 8.092206.02 всіх форм навчання/ Укл.: Капліенко О.О., Рассальський О.М. - Запоріжжя: ЗНТУ, 2009. – 42 с.

Укладачі: О.О. Каплієнко, асистент

О.М.Рассальський, к.т.н., доцент

Рецензент: Л.О.Бондаренко, старший викладач

Відповідальний за випуск: О.М.Рассальський, к.т.н., доцент

Затверджено

на засіданні вченої ради ЕТФ

Протокол № 5 від 21.01.09.

Затверджено

на засіданні кафедри

“Електричні апарати”

Протокол № 4 від 23.01.09.

ЗМІСТ

Вступ.....................................................................................................4

1 Виконання курсового проекту........................................................4

2 Розрахунок магнітної системи трансформатору за даними технічними вимогами..........................................................................5

3 Зміст пояснювальної записки..........................................................17

4 Зміст графічної частини проекту....................................................19

Перелік посилань.................................................................................21

Додаток А. ...........................................................................................22

Додаток Б..............................................................................................24

Додаток В..........................................................................................32

вступ

Ціллю курсового проектування є навчання студентів практичному прикладанню знання, які вони одержують при навчанні теорії та добування навичок самостійного рішення запитань, пов'язаних з розробкою, проектуванням трансформаторів струму.

Теоретичний матеріал, який повинен бути вивченим перед виконанням курсового проекту, викладений у підручниках та навчальних посібниках, рекомендованих програмою даного курсу і приведених у даній методичній розробці.

Виконання курсового проекту є інженерною комплексною роботою, яка потребує розуміння залежностей між основними параметрами трансформаторів струму, їх експлуатаційними, технологічними та конструкторськими характеристиками.

Виконуя курсовий проект студент повинен виявити творчу ініціативу в рішенні проектних запитань, мати на увазі, що звання інженера потребує від нього вміння вирішувати самостійно більш складні і більш відповідальні задачі.

Варіанти вихідних даних для студентів знаходяться в додатку В

1 Виконання курсового проекту

До роботи по курсовому проекту рекомендується приступати безпосередньо при одержуванні теми та завдання. Спочатку необхідно познайомитися із відповідними до теми проекту каталогами, та іншими необхідними інформаційними матеріалами, з головною та додатковою літературою, приведеною у завданні, а також з вказаною керівником проекту, або необхідно провести інформаційний пошук літературних джерел по бібліотечним каталогам та реферативним журналам.

2 Розрахунок магнітної системи трансформатору за даними технічними вимогами

Перший етап розрахунку ТС являється завчасним і призна­чений для визначення початкових значень основних змінних ма­тематичної моделі (геометричних розмірів магнітної системи зовнішнього ( Dн) та внутрішнього (D_вн) діаметрів і висоти (h_м ) магнітопроводу ) з урахуванням технічних вимог, що висуваються до проектованого трансформатору ( номінальних значень первинного (І_1н) та вторинного ( І_2н) струмів, кратності струму термічної стійкості ( n_1T ), класу напруги, класу точності, типу ізоляції, тощо).

Види та послідовність розрахунків, які виконуються на першому етапі, показані на рис. 2.1

Вхідні данi I1н ,I2н,n1т, тип ізоляції, клас напруги ТС, клас точності

2.1.	Визначення густини струму обмоток –J1, J2
	2.1.1	Розрахунок термічної стійкості
	2.1.2	Розрахунок J1
	2.1.3	Розрахунок J2
2.2.	Розрахунок числа витків обмотки
2.3.	Розрахунок ізоляції
2.4.	Завчасний розрахунок геометрії магнітної системи ТС

Рисунок 2.1 - Зміст першого етапу проектування ТС

2.1 Визначення густини струму в обмотках

Обмотки ТС мають задовольняти ряду технічних вимог: термічній та механічній стійкості, забезпечення необхідного рівня електричної міцності ізоляції, технологічності і т.д. При виборі густини струму в обмотках найбільш суттєвий вплив може робити вимога термічної стійкості обмоток. Термічна стійкість ТС обумовлюється часом протікання струму короткого замикання, який може бути заданим в технічному завданні на проектування або приймається відповідно з /4/,

tкз =4 для ТС з номінальною напругою до 35кВ;

tкз =3 для ТС з номінальною напругою до 220 кВ;

tкз =1 для ТС з номінальною напругою 330 кВ і вище.

Струм термічної стійкості - найбільше діюче значення струму короткого замикання за час t_кз, який ТС витримує протягом цього проміжку без нагріву струмоведучих частин до температур, перебільшуючи допустимі при струмах короткого замикання та без пошкоджень, заважаючи його подальшій справній роботі /1/. Для приблизної оцінки теплового стану обмоток використовується залежність (рис.2.2) допустимої температури обмоток _t від теплового ефекту розрахункового змінного струму, діючого протягом часу tкз - (J²t)_КЗ. Допустима температура обмоток ТС приймається за табл. 2.1.

Таблиця 2.1 - Допустимі температури струмоведучих частин ТС

Тип ізоляції, межуючої з струмоведучими частинами ТС	t, %
	Мідь	Алюміній
Повітря	300	200
Ізоляція класу В	300	200
Суха ізоляція класу Y та А	250	200
Масляна та паперово-масляна ізоляція	200	200

Температура ТС, що відповідає тривалому протіканню номінального струму (₀), звичайно приймається рівною 90. З урахуванням прийнятих значень температур _t та ₀ необхідно визначити за рис.2.2 тепловий ефект (J²t)_t та (J²t)₀. Рахуючи, що все виділене в розгляданому режимі тепло іде для нагрівання трансформатору, тепловий ефект в режимі короткого замикання.

(J²t)_к.з= (J²t)_t - (J²t)₀. (2.1)

Звідки густина струму термічної стійкості ТС (А/мм²)

. (2.2)

Рисунок 2.2 - Допустима температура обмотки в залежності від теплового ефекту розрахункового змінного струму