CAD课程设计小型油变.docx
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CAD课程设计小型油变.docx
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CAD课程设计小型油变
课程设计报告书
课程名称:
《电机电器及其CAD》
课题名称:
小型油变
系部名称:
电气工程系
专业:
电机与电器
班级:
姓名:
学号:
2012年06月20日
目录
一、课程设计任务书…………………………………………………….3
二、设计方案的优化及选择……………………………………………..3
1、设计方案A的优化及选择
(1)性能参数设置
(2)铁心材料、导体材料及结构的选取
(3)变压器主纵绝缘尺寸的确定
(4)方案的优化及调整
(5)方案的比较及选择
2、设计方案B的优化及选择
(1)性能参数设置
(2)铁心材料、导体材料及结构的选取
(3)变压器主纵绝缘尺寸的确定
(4)方案的优化及调整
(5)方案的比较及选择
3、问题及讨论
三、变压器结构CAD绘制…………………………………………….9
1、图层、线型、文字等基本绘图环境的设置及绘图模板的绘制
2、主要结构尺寸及配合尺寸的确定。
3、问题及讨论。
四、心得体会…………………………………………………………..10
五、附录一:
计算单……………………………………………………11
附录二:
结构图…………………………………………………..17
六、参考文献……………………………………………………………20
一、课程设计任务书
(一)S9系列变压器电磁优化设计
1、性能参数输入;
2、材料、铁心、线圈、绝缘参数的设置;
3、油箱、温升、重量计算;
4、优化计算;
5、调整计算单;计算单保存生成;
6、铁心截面优化。
(二)S9系列变压器结构CAD设计
1、总装配图
2、铁心、铁心装配
3、线圈
4、器身装配及绝缘
5、夹件
6、引线装配
二、设计方案的优化及选择
1、设计方案A的优化及选择
(1)性能参数设置
额定值:
SN=1600KVA,硅钢片:
DQ147-30,高压侧无励磁调压,调压范围±5%。
S9-1600/10联结组别:
Y,yn0,U1N=10000V,U2N=400V,PK=13975W,P0=2320W,阻抗电压:
4.5%
高低压导线及线圈型式。
其中高压导线可采用漆包线和纸包线,低压导线采用纸包线;高压绕组采用多层圆筒式,低压绕组结构可采用多层圆筒式、双螺旋或四螺旋结构。
(2)铁心材料、导体材料及结构的选取
铁心直径267mm
硅钢片牌号DQ147-30
铁窗高度525mm
心柱中心距430mm
叠片系数0.970
磁通密度1.690T
铁轭净截面512.694cm?
心柱净截面512.694cm?
三相角重219.3kg
铁心重量1511.7kg
单位铁损1.304W/kg
损耗系数1.18
磁化容量3.494VA/kg
接缝伏安0.453VA/cm?
空载损耗2337W
空载电流有功分量0.15%
空载电流无功分量0.60%
(3)变压器主纵绝缘尺寸的确定
铁心半径133.5mm
低压线圈内半径137.5mm
低压线圈辐向宽35.0mm
低压线圈外半径172.5mm
主空道距离5.0mm
高压线圈内半径177.5mm
高压线圈辐向宽34.5mm
高压线圈外半径212.0mm
高压线圈相间距6.0mm
铁心柱中心距离430mm
(4)方案的优化及调整
额定容量1600kVA
高压绕组额定电压10.0kV
低压绕组额定电压0.40kV
绕组联结组标号Yyn0
短路阻抗3.85[3.9%]
短路损耗13955[13975W]
空载损耗2337[2320W]
空载电流0.62[0.6%]
(5)方案的比较及选择
相比方案A比较合理
2、设计方案B的优化及选择
(1)性能参数设置
额定值:
SN=1600KVA,硅钢片:
DQ147-30,高压侧无励磁调压,
调压范围±5%。
S9-1600/10联结组别:
D,yn11,U1N=10000V,
U2N=400V,PK=15409W,P0=2091W,阻抗电压:
5.5%
高低压导线及线圈型式。
其中高压导线可采用漆包线和纸包线,低压导线采用纸包线;高压绕组采用多层圆筒式,低压绕组结构可采用多层圆筒式、双螺旋或四螺旋结构。
(2)铁心材料、导体材料及结构的选取
铁心直径267mm
硅钢片牌号DQ147-30
铁窗高度525mm
心柱中心距430mm
叠片系数0.970
磁通密度1.690T
铁轭净截面512.694cm?
心柱净截面512.694cm?
三相角重219.3kg
铁心重量1511.7kg
单位铁损1.304W/kg
损耗系数1.18
磁化容量3.494VA/kg
接缝伏安0.453VA/cm?
空载损耗2337W
空载电流有功分量0.15%
空载电流无功分量0.60%
(3)变压器主纵绝缘尺寸的确定
铁心半径133.5mm
低压线圈内半径137.5mm
低压线圈辐向宽35.0mm
低压线圈外半径172.5mm
主空道距离5.0mm
高压线圈内半径177.5mm
高压线圈辐向宽34.5mm
高压线圈外半径212.0mm
高压线圈相间距6.0mm
铁心柱中心距离430mm
(4)方案的优化及调整
额定容量1600kVA
高压绕组额定电压10.0kV
低压绕组额定电压0.40kV
绕组联结组标号Yyn0
短路阻抗3.85[3.9%]
短路损耗13955[13975W]
空载损耗2337[2320W]
空载电流0.62[0.6%]
(5)方案的比较及选择
相比方案一比较合理
三、变压器结构CAD绘制
1、图层、线型、文字等基本绘图环境的设置及绘图模板的绘制
2、主要结构尺寸及配合尺寸的确定。
3、问题及讨论。
四、心得体会
通过本次实验学习,学会运用CAD的基本绘图方法技巧。
也丰富了我们理论与实践能力。
让我懂得书本与实训还是有一定差距的。
在以后学习中更加注重实训,通过对小型油变的设计方案优化,让我们学会运用CAD解决实际问题。
知道怎样去选择优化方案,对解决一些优化问题有了一定的处理方法。
我们在绘制中,一般来说,能用编辑命令完成的,就不要用绘图命令完成。
在CAD软件的使用过程中,虽然一直说是画图,但实际上大部分都是在编辑图。
因为编辑图元可以大量减少绘制图元不准确的几率,并且可以在一定程度上提高效率。
在使用绘图命令时,一定要设置捕捉。
在使用绘图和编辑命令时,大部分情况下,都要采用正交模式。
相信这次实训不仅增进了我们的对CAD掌握,更加锻炼了我们的动手能力!
五、附录一:
计算单
变压器计算单
一、产品性能
额定容量1600kVA
高压绕组额定电压10.0kV
低压绕组额定电压0.40kV
绕组联结组标号Yyn0
短路阻抗3.85[3.9%]
短路损耗13955[13975W]
空载损耗2337[2320W]
空载电流0.62[0.6%]
二、铁心计算
铁心直径267mm
硅钢片牌号DQ147-30
铁窗高度525mm
心柱中心距430mm
叠片系数0.970
磁通密度1.690T
铁轭净截面512.694cm?
心柱净截面512.694cm?
三相角重219.3kg
铁心重量1511.7kg
单位铁损1.304W/kg
损耗系数1.18
磁化容量3.494VA/kg
接缝伏安0.453VA/cm?
空载损耗2337W
空载电流有功分量0.15%
空载电流无功分量0.60%
三、线圈计算
高压线圈结构型式多层圆筒式
低压线圈结构型式双螺旋圆筒式
高压绕组分接线电压(V)10500102501000097509500
高压绕组分接相电压(V)60625918577456295485
低压绕组电压400/231V
高压线圈额定电流92.38A
低压线圈额定电流2309A
高压线圈电流密度3.434A/mm?
低压线圈电流密度2.751A/mm?
匝电压19.2450V
高压线圈匝数315308300293285
低压线圈匝数12
高压线圈每层匝数83*3+66*1=315
低压线圈每层匝数12*1=12
高压线圈导线尺寸2.80*5.00/3.25*5.45mm2*1=2
低压线圈导线尺寸5.30*16.00/5.75*16.45mm5*2=10
高压线圈导线截面13.451*2=26.90mm?
低压线圈导线截面83.942*10=839.42mm?
高压线圈平均匝长1.162/1.277m
低压线圈平均匝长0.974m
高压线圈总长364.0/383.2m
低压线圈总长12.19m
高压线圈导线电阻0.28375Ω
低压线圈导线电阻0.00030444Ω
高压线圈导线重量275.21/281.59kg
低压线圈导线重量273.13/275.83kg
导线总重量548.34/557.42kg
高压线圈轴向高度472mm
低压线圈轴向高度433mm
高压线圈辐向厚度15.0+4.5+15.0=34.5mm
低压线圈辐向厚度35.0mm
高压线圈层间绝缘K-87+5/2首加2末加1
低压线圈层间绝缘无
高压线圈层间油道4.5mm位于2层与3层之间
低压线圈层间油道无
低压线圈对铁心柱的绝缘距离4.0mm
压板厚度及对铁轭的空隙之和无线圈压板
低压线圈对上铁轭的绝缘距离46.0mm
低压线圈对下铁轭的绝缘距离46.0mm
高低压线圈绝缘距离+静电屏5.0mm
高压线圈对上铁轭的绝缘距离30.5mm有无静电屏自定
高压线圈对下铁轭的绝缘距离22.5mm
相邻高压线圈的相间绝缘距离6.0mm
四、绝缘半径
铁心半径133.5mm
低压线圈内半径137.5mm
低压线圈辐向宽35.0mm
低压线圈外半径172.5mm
主空道距离5.0mm
高压线圈内半径177.5mm
高压线圈辐向宽34.5mm
高压线圈外半径212.0mm
高压线圈相间距6.0mm
铁心柱中心距离430mm
五、短路阻抗
高压电抗高度466.5mm
低压电抗高度400.0mm
平均电抗高度433.2mm
漏磁宽度71.33mm
洛氏系数0.948
等值漏磁总面积45.721cm?
额定安匝27712.8A
额定频率50Hz
短路电阻0.87%
附加电抗系数1.05
短路电抗3.75%
短路阻抗3.85%
六、油箱计算
结构型式平顶长方形桶式油箱
油箱长度1350mm
油箱宽度515mm
油箱高度1210mm
油箱周长3730mm
箱壁厚度2mm
箱底厚度6mm
箱盖厚度10mm
储油柜直径310mm
储油柜长度900mm
散热管总长度260.3m=1.454*106+1.154*92
散热管尺寸L*C=150*1000+75*850
散热油管上管口中心至箱盖距离80mm
散热油管下管口中心至箱底距离130mm
散热油管弯曲内半径120mm
箱壁上每排散热油管管间中心距35mm
七、温升计算
高压绕组有效散热面积5.556m?
高压线圈表面单位热负荷1504W/m?
高压线圈表面对油的温升22.6K
高压绝缘校正温升1.4K
高压层数校正温升0.0K
高压线圈对油的平均温升24.0[24.0K]
高压线圈对空气的平均温升62.9[65.0K]
低压绕组有效散热面积3.494m?
低压线圈表面单位热负荷1603W/m?
低压线圈表面对油的温升23.8K
低压绝缘校正温升0.0K
低压层数校正温升0.0K
低压线圈对油的平均温升23.8[24.0K]
低压线圈对空气的平均温升62.8[65.0K]
箱盖几何散热面积0.695m?
箱壁几何散热面积4.513m?
散热管几何散热面积32.700m?
油箱有效散热面积31.400m?
油箱表面单位热负荷519W/m?
油平均温升38.9[39.0K]
油温升修正值6.9K
油顶层温升53.6[55.0K]
八、重量计算
器身排油重317.7kg
空箱装油重881.8kg
油箱内油重564.2kg
储油柜中油重30.0kg
总油重594.2kg
硅钢片重1511.7kg
铜导线重557.4kg
器身重2276.0kg
箱壁重70.9kg
箱盖重54.6kg
箱底重32.7kg
散热管重395.7kg
储油柜重74.0kg
套管重58.3kg
油箱及附件重741.6kg
变压器总重3611.8kg
九、片形尺寸(mm)
ABbL1L2L3L4L5cd
63.0260130.01120560.01045525785125.0135.0
22.0245122.51105552.51030540785117.5127.5
18.5225112.51085542.51010560785107.5117.5
14.0205102.51065532.599058078597.5107.5
13.018090.01040520.096560578585.095.0
10.015577.51015507.594063078572.582.5
10.512060.0980490.090566578555.065.0
9.57035.0930465.085571578530.040.0
附录二:
结构图
六、参考文献
[1]张启明.CAD技术.人民交通出版社,2005.09
[2]王定标,郭茶秀,向飒.CAD/CAE/CAM技术与应用.化学工业出版社,2005.06
[3]余世浩,黄尚宇.数控CAD基础.武汉理工大学出版社,2009.05
[4]韩旻.CAD软件应用技术.高等教育出版社,2007.03
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- CAD 课程设计 小型