Download miễn phí Đồ án Thiết kế máy biến áp lò hồ quang luyện thép 5 tấn / mẻ
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I. Những đặc điểm chung về máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Vai trò của máy biến áp trong truyền tải và phân phối điện năng . .
2. Định nghĩa máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Công dụng của máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Cấu tạo của máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lõi sắt máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dây quấn máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vỏ máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Nguyên lý làm việc của máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II. Những đặc điểm chung về máy biến áp lò . . . . . . . . . . . . . . . . .
III.Tìm hiểu về công nghệ luyện thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Phương pháp lò điện luyện thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Phân loại lò điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Hồ quang và tính chất của hồ quang điện trong lò điện . . . . . . . .
4. Chế độ điện được áp dụng trong lò hồ quang luyện thép . . . . . . .
5. Thiết bị điện của lò . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV.Phân tích đầu bài và cách thực hiện thiết kế . . . . . . . . . . . . . .
1. Phương pháp đấu dây của máy biến áp lò . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Điều kiện để thiết kế máy biến áp lò . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Nội dung tính toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PHẦN II: THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP LÒ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chương I: Tính toán của đại lượng cơ bản và kích thước chủ yếu của máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I. Xác định các đại lượng điện cơ bản của máy biến áp . . . . . .
II. Tính toán các kích thước chủ yếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Phương pháp xác định kích thước chủ yếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Tính toán các kích thước chủ yếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chương II: Tính toán dây cuốn máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I. Các yêu cầu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Yêu cầu vận hành . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Yêu cầu về chế tạo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II. Tính toán dây quấn hạ áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III. Tính toán dây quấn cao áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chương III. Tính toán các tham số ngắn mạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I. Tổn hao ngắn mạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Tổn hao chính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Tổn hao phụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Tổn hao ở đầu dây ra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Tổn hao ở vỏ và các bộ phận khác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II. Tính điện áp ngắn mach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Thành phần điện áp ngắn mạch phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III. Tính lực cơ học khi ngắn mạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Trị số hiệu dụng của dòng điện ngắn mạch cực đại . . . . . . . . . . . . . .
2. Tính toán lực cơ học khi ngắn mạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chương IV: Tính toán cuối cùng về hệ thống mạch từ . . . . . . . . . . . . .
I. Xác định kích thước cụ thể của lõi thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II. Tính toán tổn hao không tải và dòng điện không tải . . . . . .
Chương V: Tính toán cuộn kháng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chương VI: Tính toán nhiệt máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I. Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II. Tính toán nhiệt độ chênh qua từng phần . . . . . . . . . . . . . . . .
III. Tính toán nhiệt của thùng dầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV. Tính toán cuối cùng nhiệt độ chênh của dây quấn và dầu của máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Xác định trọng lượng ruột ,vỏ, dầu và bình dãn dầu .
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
dầy tương ứng và chiều cao bằng chiều cao tác dụng của lõi thép trụ. Dây quấn cao áp có thể quấn thành hình ống theo nhiều kiểu và đặt bên trong cuộn hạ áp gần với trụ.Trong thực tế máy biến áp lò thường chế tạo đơn chiếc và có kích thước lớn hơn máy biến áp điện lực cùng công suất và điện áp.
Tóm lại qua phân tích ở trên ta thấy máy biến áp lò có những đặc điểm riêng khác với máy biến áp điện lưc:
+ Công suất thay đổi.
+ Phải đảm bảo chống dòng ngắn mạch thường xuyên xảy ra.
+ Làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao.
+ Điện áp thứ cấp thấp từ 22 đến 500V nên dòng điện lớn gây tổn hao phụ trong dây quấn.
+Tải của máy biến áp lò là dòng hồ quang nấu kim loại.
III. phân tích đầu bài và cách thực hiện thiết kế
1. Phương pháp đấu dây của máy biến áp lò
Với các đặc điểm riêng của máy biến áp lò như đã phân tích ở trên ta có thể đưa ra phương pháp thực hiện thiết kế như sau:
+) Để điều chỉnh công suất ta thay đổi điện áp, điện áp có thể được điều chỉnh bằng các phương pháp khác nhau và có thể thực hiện điều chỉnh dưới tải hay điều chỉnh không điện. Do quán tính nhiệt và điều kiện kinh tế ta dùng phương pháp điều chỉnh không điện. Công suất thay đổi khi thay đổi số vòng dây bên phía sơ cấp của máy biến áp đồng thời để tăng phạm vi điều chỉnh ta đổi nối sao tam giác ở dây quấn sơ cấp, vì bên phía thứ cấp dòng điện lớn nếu thực hiện điều chỉnh điện áp ở bên này thì kích thước của bộ chuyển mạch sẽ rất lớn.
+) Máy biến áp lò phải đảm bảo Chống dòng điện ngắn mạch thường xuyên xảy ra, sao cho dòng điện ngắn mạch không vượt quá từ 2,5 á4 lần dòng điện định mức, muốn vậy máy biến áp lò thường được ghép làm việc với kháng điện, điện áp ngăn mạch Un= 34 % vì vậy ta thiết kế.
Theo đầu bài , MBA lò cần thiết kế có công suất 2800 KVA, tương ứng chọn
Điện áp ngắn mạch của máy biến áp uk : 7 %
Điện áp ngắn mạch của ukcKháng : 15 %
Điện áp ngắn mạch của lưới umạng : 12%
+) Bố trí dây quấn trên lõi thép dùng dây quấn xen kẽ. Cuộn sơ cấp và thứ cấp được quấn thành từng bánh mỏng và đặt xen kẽ nhau do đó giảm được điện kháng tản đối với dòng điện lớn và giảm được lực hướng trục khi ngắn mạch. Dây quấn xen kẽ có nhiều rãnh dầu ngang nên tản nhiệt tốt.
+) Dòng điện thứ cấp của máy biến áp lò rất lớn gây tổn hao phụ trong dây quấn. Vì vậy thứ cấp của máy biến áp nối tam giác khi đó dòng điện pha của dây quấn thứ cấp sẽ giảm lần so với dòng điện dây.
Để điều chỉnh điện áp ,ta thay đổi số vòng dây và thay đổi kiểu đấu dây của máy biến áp đấu sao tam giác
Sơ đồ đấu dây của máy biến áp
Sơ đồ quấn dây trên trụ
2. Điều kiện để thiết kế máy biến áp lò gồm:
Dung lượng định mức 2800 kVA
Số pha m = 3
Tần số f = 50 HZ
điện áp định mức của cuộn sơ cấp U1=22KV
Điện áp định mức của cuộn thứ cấp :
U2= 260-240-220-200-150-138-127-116 V
Tổ đấu dây D/D-12;Y/D-11
Làm lạnh tự nhiên bằng dầu
Vận hành liên tục
Theo TCVN hiện hành và tham chiếu các thông số của các máy cùng công suất ở các hãng ta lấy
Điện áp ngắn mạch :
Tổn thất ngắn mạch :
Tổn hao không tải : W
Dòng điện không tải :
Dùng cuộn kháng khi phía cao áp đấu D
Với điều kiện thiết kế bình thường chỉ cần những điều kiện trên là đủ. Còn những điều kiện đặc biệt khác là theo yêu cầu cụ thể của từng người. Ví dụ nơi đặt máy có quan hệ đến kích thước bên ngoài của máy. Vấn đề cẩu máy và thiết bị bảo hiểm máy …
3. Nội dung tính toán
Máy biến áp lò là máy biến áp đặc biệt với những đặc điểm riêng cần chú ý song cách thực hiện tính toán thiết kế cũng tương tự như cách tính máy biến áp thông thường.
Nội dung tính toán gồm các bước:
Bước 1: Xác định các đại lượng cơ bản:
- Tính dòng điện pha, điện áp pha của các dây quấn
- Xác định điện áp thử của các dây quấn
- Xác định các thành phần của điện áp ngắn mạch
Bước 2: Tính toán các kích thứơc chủ yếu:
- Chọn sơ đồ và kết cấu lõi sắt
- Chọn loại và mã hiệu tôn silic, cách điện của chúng, chọn cường độ tự cảm của lõi sắt
- Chọn các kết cấu và xác định các khoảng cách cách điện chính của quận dây
- Xác định đường kính trụ, chiều cao dây quấn, tính toán sơ bộ lõi sắt
Bước 3: Tính toán dây quấn CA và HA:
- Tính dây quấn hạ áp
- Tính dây quấn cao áp
Bước 4:Tính toán ngắn mạch:
- Xác định tổn hao ngắn mạch
- Tính toán điện áp ngắn mạch
Bước 5: Tính toán cuối cùng về hệ thống mạch từ và tham số không tải của máy biến áp:
- Xác định kích thước cụ thể của lõi sắt
- Xác đinh tổn hao không tải
- Xác định dòng điện không tải và hiệu suất
Bước 6: Tính toán cuộn kháng:
Bước 7; - Tính lực cơ của dây quấn khi máy biến áp bị ngắn mạch Thiết kế vỏ và tính toán nhiệt:
Phần II: thiết kế máy biến áp lò
Chương 1: Tính toán các Đại lượng cơ bản và kích thước chủ yếu của máy biến áp
I. Xác định các đại lượng điện cơ bản của máy biến áp
Theo yờu cầu của nhiệm vụ thiết kế tụi lựa chọn cấu trỳc mỏy biến ỏp kiểu phẳng, 3 pha, 3 trụ, cỏch điện và làm mỏt bằng dầu mỏy biến ỏp, dõy quấn bằng đồng.
1. Dung lượng một pha
S f = = = 933,33 kVA
Dung lượng trên mỗi trụ.
S' = = = 933,33 kVA
Trong đó:
t: là số trụ tác dụng (là trụ trên đó có dây quấn đối với MBA 3 pha t =3).
S: là công suất định mức của MBA
2. Dòng điện dây định mức tính tương ứng với dây quấn cao áp, hạ áp.
Đối với MBA 3 pha:
I = (U là điện áp dây tương ứng).
* Phía hạ áp ( HA ) :
I2d = = 6218 A (nấc điều chỉnh cao nhất).
* Phía cao áp ( CA ) :
= = 73,5 A.
3. Dòng điện pha
* Phía hạ áp ( HA ) :
If2 = == 3590 A.
* Phía cao áp ( CA ) : (Tính cho chế độ làm việc nặng nề nhất, nối )
If1 = ==42,4 A.
4. Điện áp pha
* Dây quấn cao áp ( CA ) nối sao và tam giác
- Khi dây quấn cao áp nối Y:
Uf1 = = = 12,7 KV
- Khi dây quấn cao áp nối :
Uf1= U1= 22000 V
* Dây quấn hạ áp ( HA ) nối :
Uf2= U2=260-240-220-200-150-138-127-116 V
5. Các thành phần điện áp ngắn mạch
Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch
= = 0,89 %
Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch
Unx = = = 6,94%
6. Điện ỏp thử nghiệm
Để xác định khoảng cách cách điện giữa các dây quấn, các phần dẫn điện và các bộ phận nối đất của máy biến áp cần biết các trị số điện áp thử của chúng. Dựa theo cấp điện áp thấp nhất của dây quấn và điện áp cao nhất của thiết bị , tra theo tiêu chuẩn việt nam.
Với cuộn cao áp U1 = 22kV suy ra Ut1 = 50 kV.
Với cuộn hạ áp U2 = 260 V suy ra U = 3 kV.
7. Các khoảng cách cách điện
- Cách điện chính là phần cách điện giữa các dây quấn với nhau cũng như giữa các bộ phận nối đất. Nó phải đảm bảo cho máy biến áp làm việc chịu được những quá điện áp ngắn hạn do những thao tác thông thường trong lưới (đóng ngắt tải lớn…) hay gặp sự cố (ngắn mạch, đứt dây…). Cách điện chính được xác định trên cơ sở độ bền điện ứng với các điện áp thử đã chọn ở bước...