• RU
  • icon На проверке: 1
Меню

Проектирование трансформатора ТМ-4000/6

  • Добавлен: 16.02.2020
  • Размер: 3 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Введение 1. Конструктивные особенности и определение основных размеров активной части трансформатора; 2. Расчет обмоток НН и ВН; 3. Расчет параметров короткого замыканий; 4. Расчет магнитной системы; 5. Тепловой расчет; Список использованных источников. Перечень графической части (3 листа формата А1): 1. Остов трансформатора в собранном виде с деталями крепления, план сборки магнитопровода и таблица с размерами пакетов стали в сечениях стержня и ярма. Установка обмоток на одном стержне; 2. Общий вид трансформатора; 3. Вводы ВН и НН; схема обмотки ВН с регулировочными ответвлениями для регулирования напряжения.

Состав проекта

icon
icon
icon 83 вариант ТДД.docx
icon 83 вариант ТДД.pdf
icon
icon лист 1.cdw
icon лист 1.cdw.bak
icon Чертеж 2 лист.cdw
icon Чертеж 2 лист.cdw.bak
icon чертеж 3 лист.cdw
icon чертеж 3 лист.cdw.bak

Дополнительная информация

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Конструктивные особенности и определение основных размеров активной части трансформатора

1.1 Расчет основных электрических величин

1.2 Выбор материала и конструкции магнитной системы

1.3 Выбор материала и конструкции обмоток

1.4 Определение размеров главной изоляции обмоток

1.5 Определение диаметра стержня и высоты обмоток

2 Расчет обмоток НН и ВН

2.1 Общие сведения

2.2 Расчет обмоток НН

2.2.1 Общие вычисления для любого типа обмоток

2.2.2 Расчет непрерывной катушечной обмотки

2.3 Расчет обмоток ВН

2.3.1 Общие вычисления для всех типов обмоток

2.3.2 Расчет непрерывной катушечной обмотки

3 Расчет параметров короткого замыкания

3.1 Определение потерь короткого замыкания

3.2 Расчет напряжения короткого замыкания

3.3 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток при коротком замыкании

4 Расчет магнитной системы трансформатора

4.1 Определение размеров и массы магнитной системы

4.2 Определение потерь холостого хода трансформатора

4.3 Определение тока холостого хода трансформатора

5 Тепловой расчет трансформатора

5.1 Тепловой расчет обмоток

5.2 Тепловой расчет бака трансформатора

5.3 Бак с навесными радиаторами

5.4 Расчет превышений температуры обмоток и масла

Список использованных источников

Приложение А Основные размеры трансформатора

Приложение Б Сечение стержня и ярма

Введение

Силовые трансформаторы являются одними из важнейших элементов каждой электрической сети. Благодаря им можно передавать электроэнергию с минимальными потерями напряжения и использовать при напряжении, рассчитанном на любого возможного потребителя. Передача электрической энергии на большие расстояния от места ее производства до места потребления требует в современных сетях не менее чем 5−7 трансформаций в повышающих и понижающих трансформаторах.

Целью курсового проекта является ознакомление с методикой расчета силовых трансформаторов, получения представления об основах их инженерного проектирования, изучение применяемых в трансформаторостроении материалов и их свойств.

Объектом курсового проекта является трансформатор ТМ4000/6. Требуется произвести расчёт основных электрических величин, на основе которого выбрать материалы, конструкцию и произвести расчёты обмоток НН и ВН, а также магнитной системы трансформатора, определить параметры короткого замыкания и холостого хода, выполнить тепловой расчёт трансформатора.

В результате расчёта и проектирования нужно получить компактную, экономичную и технологичную конструкцию, соответствующую требованиям государственных стандартов.

Контент чертежей

icon 83 вариант ТДД.pdf

ЗАДАНИЕ №83 НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ТРАНСФОРМАТОРА
студенту гр. ФЭ16-05Б факультета энергетики
Тюрюханову Даниилу Дмитриевичу
Выполнить расчет и конструктивную разработку трансформатора со следующими данными:
Тип трансформатора – ТМ-40006.
Частота напряжения сети – 50 Гц.
Номинальная мощность – 4000 кВ.А.
Номинальное напряжение обмотки ВН – 6 кВ.
Номинальное напряжение обмотки НН – 315 кВ.
Схемы и группа соединения обмоток – УД – 11.
Система охлаждения – с естественной циркуляцией масла и воздуха
(естественное масляное).
Режим работы – длительная нагрузка.
Установка – наружная.
Параметры трансформатора
Напряжение короткого замыкания – 75%.
Потери короткого замыкания – 335 кВт.
Ток холостого хода – 09%.
Потери холостого хода – 52 кВт.
Спроектированный трансформатор должен соответствовать требованиям
государственных стандартов: ГОСТ 11677-85; ГОСТ 12022-76; ГОСТ 11920-85.
Дополнительные условия
Сталь электротехническая марки 3404.
Обмотки из алюминиевого провода.
Трансформатор ТМ-40006
График выполнения курсового проекта
Наименование этапа проекта
Расчет основных электрических величин трансформатора определение
диаметра стержня выбор типа обмоток
Расчет параметров короткого замыкания
Расчет магнитной системы
Оформление пояснительной записки
по СФУ-СТО 4.2-07-2014
Первый лист практической части
Второй лист практической части
Третий лист практической части
Задание выдано 8 сентября 2018 г.
Конструктивные особенности и определение основных размеров активной
части трансформатора 6
1 Расчет основных электрических величин 6
2 Выбор материала и конструкции магнитной системы 7
3 Выбор материала и конструкции обмоток 8
4 Определение размеров главной изоляции обмоток 9
5 Определение диаметра стержня и высоты обмоток 10
Расчет обмоток НН и ВН 13
2 Расчет обмоток НН 14
2.1 Общие вычисления для любого типа обмоток 14
2.2 Расчет непрерывной катушечной обмотки 15
3 Расчет обмоток ВН 18
3.1 Общие вычисления для всех типов обмоток 18
3.2 Расчет непрерывной катушечной обмотки 20
Расчет параметров короткого замыкания 24
1 Определение потерь короткого замыкания 24
2 Расчет напряжения короткого замыкания 27
3 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток при
коротком замыкании 30
Расчет магнитной системы трансформатора 34
1 Определение размеров и массы магнитной системы 34
2 Определение потерь холостого хода трансформатора 36
3 Определение тока холостого хода трансформатора 38
Тепловой расчет трансформатора 40
1 Тепловой расчет обмоток 40
2 Тепловой расчет бака трансформатора 41
3 Бак с навесными радиаторами 44
4 Расчет превышений температуры обмоток и масла 47
Список использованных источников 49
Приложение А Основные размеры трансформатора 50
Приложение Б Сечение стержня и ярма 51
Силовые трансформаторы являются одними из важнейших элементов
каждой электрической сети. Благодаря им можно передавать электроэнергию с
минимальными потерями напряжения и использовать при напряжении рассчитанном на любого возможного потребителя. Передача электрической энергии
на большие расстояния от места ее производства до места потребления требует
в современных сетях не менее чем 57 трансформаций в повышающих и понижающих трансформаторах.
Целью курсового проекта является ознакомление с методикой расчета
силовых трансформаторов получения представления об основах их инженерного проектирования изучение применяемых в трансформаторостроении материалов и их свойств.
Объектом курсового проекта является трансформатор ТМ-40006. Требуется произвести расчёт основных электрических величин на основе которого
выбрать материалы конструкцию и произвести расчёты обмоток НН и ВН а
также магнитной системы трансформатора определить параметры короткого
замыкания и холостого хода выполнить тепловой расчёт трансформатора.
В результате расчёта и проектирования нужно получить компактную
экономичную и технологичную конструкцию соответствующую требованиям
государственных стандартов.
Конструктивные особенности и определение основных размеров
активной части трансформатора
1 Расчет основных электрических величин
Мощность одного стержня (фазы) трансформатора кВА
где SH – номинальная мощность кВА;
m – число фаз трансформатора.
Далее все величины относящиеся к обмотке НН обозначаются индексом
а относящиеся к обмотке ВН – индексом 2.
Номинальный линейный ток обмоток НН и ВН трансформатора А
где SH – то же что и в формуле (1.1);
UH1 – номинальное линейное напряжение обмотки НН кВ;
UH2 – номинальное линейное напряжение обмотки ВН кВ.
Фазные токи А и напряжения В для обмоток ВН и НН трансформатора:
для обмотки ВН соединенной в «звезду»
для обмотки НН соединенной в «треугольник»
Активная составляющая напряжения короткого замыкания %
где PK – потери короткого замыкания Вт;
SH – то же что и в формуле (1.1).
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания %
u P u К2 uа2 752 082 74
где uK – напряжение короткого замыкания трансформатора %;
ua – активная составляющая напряжения короткого замыкания вычисленная по формуле (1.8) %.
Таблица 1.1 – Испытательные напряжения для обмоток НН и ВН
Наибольшее рабочее напряжение кВ
Испытательное напряжение частотой 50 Гц Uисп кВ
2 Выбор материала и конструкции магнитной системы
Таблица 1.2 – Диаметр и число ступеней стержня коэффициент заполнения
Мощность трансформатора SH кВА
Ориентировочный диаметр стержня d м
Без прессующей пластины
коэффициент заполнения круга kКР
Таблица 1.3 – Марка стали толщина листа коэффициент заполнения стали
Марка электротехнической стали Толщина листа мм Коэффициент заполнения стали kЗ
Магнитопровод трансформатора собирается из пластин рулонной холоднокатаной анизотропной электротехнической стали. Для снижения трудоемкости изготовления и стоимости магнитопровода используется дешевая марка
стали 3404 с толщиной листа 035 мм.
Для уменьшения вихревых токов и потерь мощности от них холоднокатаную сталь изготавливают с двусторонним термостойким электроизоляционным
покрытием соответствующий коэффициент заполнения стали kЗ равен 097.
Коэффициент заполнения сталью площади круга описанного вокруг ступенчатой фигуры сечения стержня
kC k KP k З 0929 097 09011
где kКР – коэффициент заполнения круга согласно Таблице 1.2;
kЗ – коэффициент заполнения стали согласно Таблице 1.3.
Таблица 1.4 – Рекомендуемая индукция ВС в стержнях трансформатора Тл
По заданной мощности трансформатора в 4000 кВА предварительно выбранное значение индукции в стержнях: ВС = 16 Тл.
Рисунок 1.1 – Схема шихтовки магнитопровода
3 Выбор материала и конструкции обмоток
Для изготовления обмоток трансформатора используется алюминиевый
провод марки АПБ изолированный по классу нагревостойкости А (105 С) лентами кабельной бумаги.
В соответствии с номинальной мощностью напряжением и током одного
стержня выбираются типы обмоток НН и ВН трансформатора:
Таблица 1.5 – Тип и основные свойства обмоток
Непрерывная катушечная из провода прямоугольного
Основные достоинства
Высокие электрическая и механическая прочности
хорошие условия охлаждения
Необходимость перекладки половины катушек при
намотке изготовление сложнее чем цилиндрических
Число параллельных проводов
4 Определение размеров главной изоляции обмоток
Таблица 1.6 – Минимальные изоляционные расстояния обмоток НН
Мощность трансформатора SH
Принять равным l02 для обмоток ВН по табл. 1.7
Таблица 1.7 – Минимальные изоляционные расстояния для обмоток ВН
Возможные пути разряда
Междуфазная перегородка
Рисунок 1.2 – Главная изоляция обмоток ВН и НН
5 Определение диаметра стержня и высоты обмоток
Ширина приведенного канала рассеяния мм
Здесь a12 – изоляционный промежуток между обмотками ВН и НН (рис.
2) определяемый по таблице 1.7; второе слагаемое – суммарный приведенный радиальный размер (приведенная ширина) обмоток ВН и НН мм
k 4 S ' 10 064 4 1333.33 10 3867
где S’ – мощность трансформатора на один стержень определяемая по формуле
k – коэффициент определяемый по таблице 1.8 в зависимости от мощности
материала обмоток и напряжения ВН (принят равным 064).
Следовательно ширина приведенного канала рассеяния мм
где a12 – то же что и в формуле (1.11).
Таблица 1.8 – Значения коэффициента k для определения приведенной ширины
обмоток трансформаторов ПБВ
класс напряжения (обмотки ВН) кВ
Коэффициент характеризует отношение средней длины окружности канала между обмотками d12 к высоте l (см. Приложение А рис.А.1)
где d12 – диаметр канала между обмотками м;
l – средняя высота обмоток м.
Таблица 1.9 – Рекомендуемые значения коэффициента
Предварительное значение = 16.
Диаметр стержня предварительно м
P 00902 133333 5867 16 095 0323
где S’ – то же что и в формуле (1.12);
aP – ширина приведенного канала рассеяния определяемая по формуле
kP – коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному приблизительно равный 095;
f – промышленная частота сети 50 Гц;
uP – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания определяемая по формуле (1.9);
BC – индукция в стержне 16 Тл (п.1.2);
kC – коэффициент заполнения сталью площади круга определяемый по
Значение d не должно выходить за границы значений табл.1.2 более чем
Ближайший нормализованный диаметр dH = 032 м.
Коэффициент Н соответствующий выбранному нормализованному диаметру dH
где dH – нормализованный диаметр м;
d – предварительный диаметр стержня по формуле (1.15) м.
Значение Н должно находиться в пределах указанных в таблице 1.9.
Средний диаметр канала между обмотками м
d12 d H (2a01 2a1 a12 ) 103.
Здесь dH – нормализованный диаметр м; а01 и а12 – минимальные изоляционные промежутки (рис.1.2) по табл.1.6 и 1.7 соответственно мм; радиальный размер обмотки НН предварительно мм
a1 k k1 4 S ' 10 14 064 4 133333 10 5414
k – то же что и в формуле (1.12);
k1 – коэффициент для трансформаторов мощностью более 630 кВА принят
Тогда диаметр канала между обмотками м
d12 = 032 + (2175 + 25414 + 20) 10-3 = 049
Высота обмоток предварительно м
где d12 – диаметр канала между обмотками вычисленный по формуле (1.19) м;
H – коэффициент по формуле (1.16).
Активное сечение стержня (чистое сечение стали) м 2
где dH – то же что и в формуле (1.17);
kC – то же что и в формуле (1.15).
Расчет обмоток НН и ВН
Электродвижущая сила одного витка В
u B 444 f BC П С 444 50 16 0072 2574
где BC – то же что и в формуле (1.15);
f – то же что и в формуле (1.15);
ПС – активное сечение стержня определяемое по формуле (1.21) м 2.
Средняя плотность тока в обмотках Амм2
где С1 – коэффициент для обмоток из алюминиевого провода равный 0463;
kД – коэффициент учитывающий добавочные потери и определяемый по
таблице 2.1 (принят равным 085);
PK – то же что и в формуле (1.8);
uВ – напряжение одного витка определяемое по формуле (2.1) В;
SH – номинальная мощность трансформатора кВА;
d12 – диаметр канала между обмотками найденный по формуле (1.19) м.
Таблица 2.1 – Значение коэффициента kД
Значение JСР находится в допустимых пределах указанных в табл. 2.2.
Таблица 2.2 – Средняя плотность тока в обмотках
Ориентировочное сечение витка обмотки НН и ВН соответственно мм 2
где IФ1 и IФ2 – фазные токи обмоток НН и ВН соответственно определяемые по
формулам (1.6) и (1.4) А;
JСР – средняя плотность тока в обмотках по формуле (2.2) Амм2.
2.1 Общие вычисления для любого типа обмоток
Число витков одной фазы обмотки НН:
4 f BC П С 444 50 16 0072
где UФ1 – номинальное фазное напряжение обмотки НН В;
BC – то же что и в формуле (1.15);
ПС – то же что и в формуле (2.1).
Напряжение одного витка В
где UФ1 – то же что и в формуле (2.5);
w1 – число витков одной фазы обмотки НН рассчитанное по формуле (2.5).
Действительная индукция в стержне Тл
где uВ – напряжения одного витка найденное по формуле (2.6) В;
2.2 Расчет непрерывной катушечной обмотки
Рисунок 2.1 – Непрерывная катушечная обмотка НН
Таблица 2.3 – Выбор числа реек
где JСР – средняя плотность тока в обмотках по формуле (2.2) Амм 2.
Ориентировочное сечение витка определяется по формуле (2.3).
Размер провода b мм по условиям охлаждения и допустимому уровню
добавочных потерь не должен превышать значение:
где k3 – коэффициент закрытия поверхности примерно равный 10;
q – предельная плотность теплового потока не более 1600 Втм 2;
k – числовой коэффициент равный 172 для алюминиевого провода;
J1 – плотность тока в обмотке НН по формуле (2.8).
Выбранные размеры витка:
Полное сечение витка мм2
П1ПР nB1 П ПР 4 615 246
где nВ1 – число параллельных проводов витка (один провод);
ППР – сечение одного провода (492 мм2) мм2.
Реальное сечение витка не должно отличаться от первоначально вычисленного более чем на 5–10%.
Реальная плотность тока в обмотке Амм2
где IФ1 – то же что и в формуле (2.3);
П1 – полное сечение витка по формуле (2.10) мм2.
Уточненное значение плотности тока не должно отличаться от среднего
Высота катушки в обмотке НН мм
где b’ – размер провода в изоляции мм.
Число сдвоенных катушек с шайбами в двойных и с каналами между
hK – осевой размер (высота) канала (принят равным 5 мм) мм;
Ш – толщина заменяющих канал шайб 1 мм;
hКАТ – высота катушки в обмотке НН по формуле (2.12) мм.
Значение nКАТ1 округляют до ближайшего меньшего четного числа следовательно
Число витков в катушке
где w1 – число витков одной фазы обмотки НН по формуле (2.5);
nКАТ1 – число катушек по формулам (2.13) и (2.14).
Высота (осевой размер) обмотки с шайбами в двойных и с каналами между двойными катушками м
l1 b ' nкат1 k hк кат1 2 hкр кат1 ш 10 3
где b’ – то же что и в формуле (2.12);
nКАТ1 – то же что и в формуле (2.15);
k – коэффициент учитывающий усадку обмотки после сушки и опрессовки
(принят равным 096);
hК – то же что и в формуле (2.13);
hКР – высота канала в месте разрыва обмотки и размещения регулировочных
катушек равная 8 мм для напряжения 6 кВ;
Ш – то же что и в формуле (2.13).
Отклонение от среднего значения вычисленного по формуле (1.20):
Уточненное значение высоты обмотки не должно отличаться от среднего
Радиальный размер обмотки мм
a1 a ' wкат1 nв1 405 2103 4 4259
где a’ – размер провода в изоляции мм;
wКАТ1 – число витков в катушке;
nВ1 – число параллельных проводов в витке.
Внутренний диаметр обмотки м
D1' d H 2 a01 103 032 2 175 103 0355
а01 – расстояние между обмоткой НН и стержнем (см. табл.1.6 и рис.1.2)
Наружный диаметр обмотки м
D1'' D1' 2 a1 103 0355 2 4259 103 044
где D'1 – внутренний диаметр обмотки рассчитанный по формуле (2.19) м;
а1 – радиальный размер обмотки НН по формуле (2.18) мм.
Плотность теплового потока обмотки с шайбами в двойных и с каналами
между двойными катушками Втм2
k1 J 1 I1ф wкат1 k Д 1
где k1 – коэффициент для алюминиевого провода равный 172;
J1 – реальная плотность тока в обмотке по формуле (2.11) Амм2;
I1ф – то же что и в формуле (2.11);
w1 – то же что и в формуле (2.15);
kД1 – коэффициент учитывающий добавочные потери равный 105;
k3 – коэффициент учитывающий закрытие охлаждаемой поверхности катушки изоляционными деталями равный 075;
b’ – то же что и в формуле (2.12);
a1 – то же что и в формуле (2.20).
По условиям нагрева обмотки значение теплового потока не должно превышать 1100 Втм2.
3.1 Общие вычисления для всех типов обмоток
Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении:
UФ2 и UФ1 – фазные напряжения обмоток ВН и НН соответственно по формулам (1.5) и (1.7) В.
Число витков на одной ступени регулирования:
% U Ф 2 103 25% 346 103
где UФ2 – то же что и в формуле (2.22);
uВ – напряжение одного витка по формуле (2.6) В.
Схема регулировочных ответвлений в обмотке ВН при регулировании
напряжения без возбуждения представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Схема регулировочных ответвлений в непрерывной катушечной обмотке
ВН напряжением от 3 до 220 кВ при регулировании напряжения без возбуждения
Предварительно плотность тока в обмотке ВН Амм 2
J 2 2 J CP J 1 2 1717 172 171
где JСР средняя плотность тока в обмотках по формуле (2.2) Амм 2;
J1 – реальная плотность тока в обмотке НН по формуле (2.11) Амм2.
Сечение витка обмотки ВН мм2
где IФ2 – то же что и в формуле (2.4);
J2 – предварительная плотность тока в обмотке ВН по формуле (2.24)
3.2 Расчет непрерывной катушечной обмотки
Рисунок 2.2 – Непрерывная катушечная обмотка НН
Ориентировочное число реек выбирается по табл. 2.3.
где k3 q k – то же что и в формуле (2.9);
J2 – плотность тока в обмотке ВН по формуле (2.24).
П 2 nB 2 П ПР 4 551 2204
где nВ2 – число параллельных проводов витка (один провод);
ППР – сечение одного провода (551 мм2) мм2.
где IФ2 – то же что и в формуле (2.4) (2.25);
П2 – полное сечение витка по формуле (2.27) мм2.
Высота катушки в обмотке ВН мм
hКАТ – высота катушки в обмотке ВН по формуле (2.29) мм.
Значение nКАТ2 округляют до ближайшего меньшего четного числа следовательно
Число витков в катушке:
где w2H – число витков обмотки ВН по формуле (2.22);
wP – число регулировочных витков одной ступени обмотки ВН по формуле
В данном случае wр > wкат то число регулировочных катушек 8 а
число витков в каждой из них принимаем равным wр2.
Реальное число витков в основных катушках:
где w2H – то же что и в формуле (2.29);
wP – то же что и в формуле (2.29);
nP – число регулировочных катушек.
l 2 b ' nкат2 k hк кат2 2 hкр кат2 ш 103
где b’ – то же что и в формуле (2.33);
nКАТ2 – число катушек определенное по формулам (2.30) (2.31);
hК – то же что и в формуле (2.30);
Ш – то же что и в формуле (2.30).
a2 a ' wосн 2 nв 2 45 255 4 4587
wОСН – число витков в основной катушке найденное по формуле (2.33);
nВ2 – число параллельных проводов в витке.
D2' D1'' 2 a12 103 0355 2 20 103 0395
где D1” – внешний диаметр обмотки НН вычисленный по формуле (2.20) м;
a12 – радиальный размер осевого канала между обмотками НН и ВН
(рис.1.2) по табл.1.7.
D2'' D2' 2 a 2 103 0395 2 4587 103 0487
где D2’ – внутренний диаметр обмотки по формуле (2.37) м;
a2 – радиальный размер обмотки по формуле (2.36) мм.
k1 J 2 I 2ф wосн k Д 2
J2 – реальная плотность тока в обмотке по формуле (2.28) Амм2;
I2ф – то же что и в формуле (2.4);
wОСН – то же что и в формуле (2.36);
kД2 – коэффициент учитывающий добавочные потери равный 105;
b’ – то же что и в формуле (2.29);
a2 – то же что и в формуле (2.38).
1 Определение потерь короткого замыкания
Средний диаметр м обмоток НН и ВН соответственно:
где D1’ и D1” – внутренний и наружный диаметры обмотки НН соответственно
определяемые по формулам (2.19) и (2.20) м;
D2’ и D2” – внутренний и наружный диаметры обмотки ВН соответственно
определяемые по формулам (2.37) и (2.38) м.
Масса металла обмоток НН и ВН соответственно кг
G01 k DСР1 w1 П1 103 254 0398 122 246 103 30309 ;
G02 k DСР2 w2 H П2 103 254 044113417 2204 103 33114 ;
где k – коэффициент для алюминиевого провода равный 254;
DСР1 и DСР2 – средние диаметры обмоток НН и ВН соответственно найденные по формулам (3.1) и (3.2) м;
w1 и w2H – количество витков обмотки НН и ВН соответственно формулы
П1 и П2 – реальные сечения витков обмотки НН и ВН соответственно по
формулам (2.10) и (2.27) мм2.
Масса металла обмотки ВН с учетом витков верхних ступеней регулирования кг
G02 П k DCP 2 ( w2 H wP ) П 2 103
где обозначения те же что и в формуле (3.4);
wP – число регулировочных витков одной ступени регулирования (2.23).
Основные потери Вт в обмотках НН и ВН соответственно:
POCH1 k J12 G01 1275 1722 30309 1444105 ;
POCH 2 k J 22 G02 1275 1742 33114 1587637 ;
где k – коэффициент для алюминиевых проводов равный 1275;
J1 и J2 – реальные плотности тока в обмотках НН и ВН соответственно
найденные по формулам (2.11) и (2.28) Амм2;
G01 и G02 – массы металла обмоток НН и ВН соответственно по формулам
Полная масса металла обмоток трансформатора кг
GОБ G01 G02 П 30309 33942 64251
где G01 то же что и в формуле (3.6);
G02П – масса металла обмотки ВН с учетом верхних ступеней регулирования
по формуле (3.5) кг.
Для расчета добавочных потерь в обмотках НН и ВН от потока рассеяния
необходимо определить коэффициенты учитывающие заполнение высоты обмотки материалом провода.
Для непрерывной катушечной обмотки НН и ВН из провода прямоугольного сечения соответственно
где bПР – размер провода прямоугольного сечения в осевом направлении
(наибольший размер – намотка плашмя) соответствующей обмотки мм;
nКАТ1 и nКАТ2 – число катушек соответствующей обмотки (2.14) и (2.31);
kP – коэффициент поля рассеяния (принят равным 095).
Для изолированного провода эти коэффициенты меньше единицы.
Коэффициенты учитывающие добавочные потери в обмотке НН kД1 и в
обмотке ВН kД2 для провода прямоугольного сечения соответственно:
k Д 1 1 k П2 1 ( wКАТ 1nВ1 ) 2 aПР
= 1 + 0037 08192 (2103 4)2 4054 10-4 = 1037 ;
k Д 2 1 k П2 2 ( wОСН nВ 2 )2 aПР
= 1 + 0037 08192 (255 4)2 454 10-4 = 1051 ;
где k – коэффициент для алюминиевых прямоугольных проводов равный 0037;
П1 и П2 – коэффициенты по формулам (3.9) и (3.10);
wКАТ1 и wОСН – число витков катушки соответствующей обмотки (2.15) и
nВ1 и nB2 – число параллельных проводов соответствующей обмотки;
aПР – размер провода прямоугольного сечения в радиальном направлении
(поперек) обмотки мм.
Общая длина отводов обмотки ВН соединенной по схеме «звезда» м
lОТВ2 75 l 2 75 1006 755
Общая длина отводов обмотки НН соединенной по схеме «треугольник»
lОТВ1 140 l1 140 1006 1409
где l1 l2 – то же что и в формулах (3.9) и (3.10).
Масса металла отводов обмотки НН и ВН соответственно кг
где lОТВ1 и lОТВ2 – длины отводов обмоток НН и ВН по формулам (3.14) и (3.13)
ПОТВ1 и ПОТВ2 равны соответственно П1 и П2 (формулы (2.10) и (2.27)) мм2;
плотность алюминия равная 2700 кгм3.
Основные потери в отводах НН и ВН соответственно Вт
PОТВ1 k J12 GОТВ1 1275 1722 936 35316 ;
PОТВ2 k J 22 GОТВ2 1275 1742 449 17461 ;
где обозначения те же что и в формулах (3.6) и (3.7);
GОТВ1 и GОТВ2 – массы отводов обмоток НН и ВН по формулам (3.15) и
Потери в стенках бака и других стальных деталях трансформатора Вт
PБ k S H 04 4000 1600
где k – коэффициент выбираемый по таблице 3.1;
SH – номинальная мощность трансформатора кВА.
Таблица 3.1 – Значение коэффициента k для определения потерь в баке и стальных деталях трансформатора
Номинальная мощность SH кВА
Полные потери короткого замыкания Вт
PK PОСН1 k Д 1 PОСН 2 k Д 2 POTB1 POTB2 PБ
Отклонение от значения в задании на проектирование:
Потери короткого замыкания полученные по формуле (3.20) не должны
отличаться более чем на 5% от значения в задании на проектирование трансформатора.
2 Расчет напряжения короткого замыкания
где PK – потери короткого замыкания по формуле (3.20) Вт;
Для определения реактивной составляющей напряжения короткого замыкания необходимо рассчитать ряд коэффициентов.
Числовой коэффициент:
где d12 – средний диаметр канала между обмотками м;
D1” и D2’ – то же что и в формулах (3.1) и (3.2);
l – наибольшая высота обмотки ВН или НН – l1 = 1.006 м.
Ширина приведенного канала рассеяния мм по рис. 3.1
где a12 – ширина канала между обмотками мм (см. табл. 1.7);
a1 и a2 – радиальные размеры обмоток НН и ВН соответственно (2.18) и
Коэффициент учитывающий отклонение реального поля рассеяния от
идеального вследствие конечной высоты обмоток
где размеры a1 a2 и a12 – те же что и в формуле (3.24);
l1 – то же что и в формуле (3.23).
Рисунок 3.1 – Поле рассеяния двух обмоток
Расчетный размер lX мм определяющий различие по высоте обмоток НН
и ВН зависит от типа обмотки ВН и схемы регулирования напряжения. При
вычислении lX следует считать что трансформатор работает на средней ступени регулирования напряжения ВН когда через 2wP витков обмотки не проходит
ток нагрузки. В непрерывной катушечной обмотке регулировочные витки расположены в середине высоты обмотки ВН (рис.3.2) и в этом случае:
l Х n b ' n ' hK hKР 4 145 05 5 8 76
где n = 4 при восьми регулировочных катушках
b’ – размер провода ВН в изоляции м;
n’ = 05 в обмотках при сдвоенных катушках;
hk и hКР – размеры радиальных каналов мм определяемые в подпункте
Рисунок 3.2 – К расчету lX
Коэффициент учитывающий взаимное расположение обмоток НН и ВН:
aP – ширина приведенного канала рассеяния по формуле (3.24) мм;
m = 3 для расположения обмоток по рис. 3.2;
kP – коэффициент по формуле (3.25).
где f – промышленная частота 50 Гц;
S’ – мощность одной фазы определяемая по формуле (1.1) кВА;
kP kq – коэффициенты по формулам соответственно (3.23) (3.25) и
uB – напряжение одного витка по формуле (2.1) В.
Напряжение короткого замыкания В
u K u a2 u P2 0822 7412 745
где ua и uP – активная и реактивная составляющие напряжения КЗ вычисленные
по формулам соответственно (3.22) и (3.29) В.
Значение полученное по формуле (3.30) не должно отличаться от значения в задании на проектирования трансформатора более чем на ±5%.
3 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток при коротком замыкании
Действующее значение установившегося тока короткого замыкания в обмотке НН и обмотке ВН А
где IФ1 и IФ2 – фазные токи обмоток НН и ВН соответственно по формулам (1.6)
uK – напряжение короткого замыкания вычисленное в пункте 3.2 по формуле (3.30) %.
Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания А
где IКУ1 и IКУ2 – установившиеся значения токов в обмотках по формулам (3.32)
kМ – коэффициент учитывающий апериодическую составляющую тока КЗ:
Здесь ua и uP – активная и реактивная составляющие напряжения КЗ соответственно по формулам (3.22) и (3.29) %.
Радиальная сила действующая на обмотку ВН Н
(i KM w2 H ) 2 10 6
где kP – коэффициент по формуле (3.25);
DCP2 – средний диаметр обмотки по формуле (3.2) м;
w2H – число витков обмотки ВН по формуле (2.22).
На обмотку НН действует радиальная сила равная приложенной к обмотке ВН силе FP (см. формулу выше) но противоположного направления.
Осевая сила сжимающая обмотки в осевом направлении Н
где FP – радиальная сила (3.37) Н;
l – реальная средняя длина обмоток по формуле (1.20) м.
Расстояние от стержня магнитопровода до стенки бака трансформатора м;
где D”2 – наружный диаметр обмотки ВН по формуле (2.38) м;
dH – нормализованный диаметр стержня трансформатора равный 032 м;
S5 – расстояние м от обмотки ВН до стенки бака равное для испытательного напряжения обмотки ВН 6 кВ – 006 м.
Дополнительная осевая сила вызванная поперечным полем которое возникает вследствие разницы высот обмоток НН и ВН Н
где l” – расстояние от стержня магнитопровода до стенки бака трансформатора
по формуле (3.39) м;
lX – размер учитывающий различие по высоте обмоток ВН и НН определяемый по формуле (3.27) мм размер увеличен в два раза т.к. расчет ведется для
наиболее неблагоприятных условий когда трансформатор работает на низшей
ступени регулирования напряжения (обесточено 4wP витков);
FP – то же что и в формуле (3.38);
kP – то же что и в формуле (3.37);
m – коэффициент рис.3.3.
Из рис. 3.3 максимальные значения сжимающей силы в обмотках НН и
FСЖ1 Fос'' Fос' 603178 57053 660231
Действующие на ярмо силы для обмоток НН и ВН соответственно Н
FЯ 2 Fос'' Fос' 603178 57053 546124
Здесь F’ОС и F”ОС – основная и дополнительная осевые силы по формулам
Рисунок 3.3 – Схема сжимающих осевых сил
Напряжения сжатия на опорных поверхностях для обмоток НН и ВН соответственно МПа
где FСЖ1 – сжимающая сила (3.41) рис.3.3 Н;
FЯ2 – сила действующая на ярмо (3.44) рис.3.3 Н;
n – число прокладок по окружности обмотки равное числу реек (табл.2.3)
a1 и a2 – то же что и в формуле (3.24);
b – ширина опорной прокладки равная 60 мм.
В трансформаторах мощностью до 6300 кВА включительно напряжение
сжатия не должно превышать 18 – 20 МПа.
Сила сжимающая внутреннюю обмотку Н
где FP – то же что и в формуле (3.38).
Напряжения сжатия в проводе внутренней обмотки МПа
где w1 – число витков внутренней обмотки (2.5);
П1 – площадь поперечного сечения одного витка (2.27) мм2.
Для обеспечения стойкости этой обмотки при воздействии радиальных
сил рекомендуется не допускать значение напряжения сжатия более 15 МПа
для алюминиевых обмоток.
Температуры обмоток через tK секунд после возникновения короткого замыкания С
где tK – наибольшая продолжительность короткого замыкания на выводах масляного трансформатора принимаемая при напряжении не более 35 кВ примерно равной 4 секундам;
k – коэффициент равный 55 для алюминиевых проводов обмоток;
uK напряжение короткого замыкания по формуле (3.30) %;
J1 и J2 – плотности тока в обмотке НН и ВН соответственно формулы (2.15)
Н – начальная температура обмотки принимаемая равной 90С.
Вычисленное значение температур не должно превышать 200С для алюминиевого провода обмоток.
Расчет магнитной системы трансформатора
1 Определение размеров и массы магнитной системы
Поперечное сечение стержней и ярем представляет собой ступенчатую
фигуру состоящую из пакетов пластин электротехнической стали.
Верхние и нижние ярмовые балки стягивают вертикальными шпильками
расположенными снаружи обмоток (без прессующей пластины).
Таблица 4.1 – Размеры поперечного сечения стержней
Диаметр стержня Стержень без прессующей пластины
Таблица 4.2 Ширина пластин и толщина пакетов стали магнитопроводов с
прессовкой стержней расклиниванием с внутренней обмоткой
Размеры a b мм в стержне
Форма поперечного сечения ярма в средней части по размерам повторяет
Крайние пакеты стали ярма делают более широкими объединяя дватри
пакета в один. Это необходимо для улучшения прессовки ярем ярмовыми балками более равномерного распределения давления по ширине пакетов и
уменьшения веера пластин на углах пакетов.
Таблица 4.3 – Площади сечения стержня ПФС ярма ПФЯ и объем угла VУ шихтованной магнитной системы без прессующей пластины
Активное сечение стержня и ярма соответственно м 2
ПC k З ПФС 104 097 7462 104 0072 ;
П Я k З ПФЯ 104 097 7624 104 0074 ;
где kЗ – коэффициент заполнения сталью для сталей с термостойким покрытием при толщине листа 035 мм равен 097;
ПФС и ПФЯ – площади сечений приведенные в таблице 4.3 см2.
Длина стержня трансформатора м
lC l 2 (l0' l0'' ) 103 1006 (95 50) 103 115
l’0 и l”0 – расстояния от обмотки ВН соответственно до верхнего и нижнего
ярма принимаются равными l02 из табл.1.6 и 1.7 мм.
В трансформаторах мощностью свыше 1000 кВА обмотки в осевом
направлении стягивают прессующими кольцами и нажимными винтами. При
вертикальной стяжке магнитопровода прессующими пластинами осевую стяжку обмоток также выполняют прессующими кольцами для трансформаторов
При наличии прессующих колец расстояние от верхнего ярма l2 принимать
увеличенным на 45 мм против данных табл. 1.7.
Расстояние между осями соседних стержней м округляется до числа
C D2'' a 22 103 0487 18 103 0505
где D”2 – наружный диаметр обмотки ВН по формуле (2.43) м;
a22 – расстояние между обмотками ВН соседних стержней по табл.1.7 мм.
Масса стали угла при многоступенчатой форме сечения кг
GУ k З VУ СТ 106 097 20144 7650 106 14948
где VУ – объем угла магнитной системы по табл. 4.3 см 3;
k3 – то же что и в формулах (4.1) и (4.2);
СТ – плотность трансформаторной стали.
Масса стали двух ярем трехфазного трансформатора кг
G Я 4 C П Я СТ 2 GУ 4 0505 0074 7650 2 14948 1442
где C – расстояние между осями стержней по формуле (4.4) м;
ПЯ – сечение ярма по формуле (4.2) м2;
СТ – то же что и в формуле (4.5);
GУ – масса стали угла по формуле (4.5) кг.
Масса стали стержней кг
GC 3 П С СТ (lC a1Я 103 ) GУ
где ПС – активное сечение стержня по формуле (4.1) м2
a1Я – ширина среднего пакета стали ярма равная а1С по табл.4.2 мм.
Полная масса магнитной системы трансформатора кг
GCП G Я GC 1442 1982 3424
где GЯ и GC – соответственно массы ярма и стержня по формулам (4.6) и (4.7)
2 Определение потерь холостого хода трансформатора
Магнитная индукция в стержне и ярме Тл
где uB – напряжение одного витка найденное по формуле (2.6) В;
ПС и ПЯ – соответственно сечения стержня и ярма по формулам (4.1) и (4.2)
Удельные потери в стали для стали марки 3404 толщины листа 035 мм
соответствующие найденным значениям индукции:
Увеличение магнитных потерь зависит от числа косых и прямых стыков в
магнитопроводе и может быть учтено коэффициентом kПУ характеризующим
увеличение потерь в углах магнитопровода.
Для магнитопровода с четырьмя косыми и двумя прямыми стыками изготовленного из стали марки 3404 с толщиной листа 035 мм значение коэффициента kПУ составляет 1018.
Увеличение магнитных потерь из-за технологических операций учитывает коэффициент добавочных потерь kПД. Для отожжённых пластин стали марки
04 для трансформатора мощностью от 1000 до 6300 кВА коэффициент добавочных потерь равен 115.
Тогда потери холостого хода в магнитопроводе стержневого типа Вт
PX k ПД pC (GC 05 k ПУ GУ ) k ПД p Я (G Я 6 GУ 05 k ПУ GУ )
где kПУ и kПД – коэффициенты см. выше;
pC и pЯ – удельные потери в стержне и ярме см. выше;
GC GЯ и GУ – массы соответственно стержней ярем и угла магнитопровода
по формулам (4.7) (4.6) и (4.5).
Полученное значение потерь холостого хода не должно отличаться от заданного более чем на ±75%.
3 Определение тока холостого хода трансформатора
Активная составляющая тока холостого хода %
где PX – потери холостого хода найденные по формуле (4.11) Вт;
Для определения намагничивающей мощности необходимо ввести следующие коэффициенты:
k’ТД – коэффициент учитывающий влияние резки рулона стали на пластины и срезания заусенцев. Для стали марки 3404 с без отжига пластин k’ТД =
k”ТД – коэффициент учитывающий форму сечения ярма способ прессовки стержней и ярем магнитной системы расшихтовку и зашихтовку верхнего
ярма при насадке обмоток. При мощности трансформатора от 1000 до 6300
kТУ – коэффициент учитывающий увеличение намагничивающей мощности в углах магнитной системы. Для магнитопровода изготовленного из стали
марки 3404 толщиной листа 035 мм с четырьмя косыми и двумя прямыми стыками при индукции в 16 Тл kТУ = 4245;
kТПЛ – коэффициент учитывающий увеличение намагничивающей мощности в углах магнитной системы в зависимости от ширины пластины второго
пакета a2. При ширине второго пакета равной 290 мм и индукции 16 Тл kТПЛ =
Полная намагничивающая мощность ВА
qC (GC 05 kTУ kТПЛ GУ )
q Я (G Я 6 GУ 05 kTУ kТПЛ GУ )
(nЗПР qЗПР П ЗПР nЗКОС qЗКОС П ЗКОС )
где GC GЯ и GУ – то же что и в формуле (4.11);
qC и qЯ – удельные намагничивающие мощности для стали стержней и ярем.
Для стали 3404 толщиной листа 035 мм для соответствующих индукций
определенных по формулам (4.9) и (4.10) равны соответственно 1775 и 1675
nЗПР и nЗКОС – число прямых и косых стыков пластин стали стержней и ярем
для выбранного по рис. 1.1. плана шихтовки. Число косых стыков – 4 чисто
qЗПР и qЗКОС – удельные намагничивающие мощности для зазоров определяемые для соответствующих индукций BСПР прямых и BСКОС косых скосов
ПЗПР и ПЗКОС – площади зазоров (стыков) соответственно для прямых и косых стыков м2.
Для прямых стыков площадь зазора в стыке ПЗПР равна площади сечения
в стержне ПС индукцию в стыке ВСПР можно принять равной индукции в
стержне ВС. Для косых стыков с углом резки пластин в 45 площадь зазора в
стыке ПЗКОС = 2 ПС индукция в стыке ВСКОС = ВС 2 .
П ЗКОС 2 П С 2 0072 0102 ;
Реактивная составляющая тока холостого хода %
где QX – полная намагничивающая мощность трансформатора определенная по
SH – то же что и в формуле (4.13).
Полный ток холостого хода %
i0 i02a i02P 01372 0882 089
где i0a и i0p – соответственно активная и реактивная составляющие тока холостого хода найденные по формулам (4.13) и (4.15).
Полученное значение не должно отличаться от заданного более чем на
Коэффициент полезного действия о.е.
где PX и PK – потери холостого хода и короткого замыкания определенные по
формулам соответственно (4.11) и (3.20) Вт.
Тепловой расчет трансформатора
1 Тепловой расчет обмоток
Внутренний перепад температуры в непрерывной катушечной обмотке
равный перепаду в изоляции одного провода для обмотки НН и ВН соответственно С
где q1 и q2 – плотности теплового потока для обмоток НН и ВН найденные по
формулам (2.23) и (2.44) Втм2;
– толщина изоляции провода на одну сторону равная 025 мм;
ИЗ – теплопроводность изоляции провода равная 025 Вт(мС).
Средний внутренний перепад температур обмоток НН и ВН С
где 1 и 2 – внутренние перепады обмоток ВН и НН определенные по формулам (5.1) и (5.2) С.
Перепад температуры на поверхности катушечных обмоток с радиальными каналами С
OM 1 035 k1 k 2 q106 035 11 095 798660.6 1817 ;
OM 2 035 k1 k 2 q206 035 1 095 826480.6 1671 ;
где k1 – коэффициент учитывающий затруднение конвекции масла в каналах
внутренних обмоток: k1 = 1 для обмоток ВН k1 = 11 для обмоток НН;
k2 – коэффициент учитывающий влияние относительной ширины радиального охлаждающего канала на конвекцию масла определяется в зависимости от
отношения высоты в глубине канала hka (см. табл. 5.1): для обмотки НН отношение равно 0117 для обмотки ВН – 0109;
q1 и q2 – то же что и в формулах (5.1) и (5.2).
Таблица 5.1 – Значения коэффициента k2
Среднее превышение температуры обмоток НН и ВН над средней температурой охлаждающего масла С
OMCP1 OCP1 OM 1 053 1817 187 ;
OMCP 2 OCP2 OM 2 055 1671 1726 ;
где О1СР О2СР ОМ1 и ОМ2 – превышения определенные по формулам (5.3)
(5.4) (5.5) и (5.6) С.
2 Тепловой расчет бака трансформатора
Бак трансформатора должен обеспечивать при минимальных внешних
размерах хорошую теплоотдачу позволяющую отвести в окружающую среду
все тепло от активных частей трансформатора.
Таблица 5.2 – Допустимые изоляционные расстояния между отводами обмоткой ВН и баком мм
Изоляционное расстояние
Толщина изоляции отвода на
Испытательное напряжение
S1 – изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН
(внешней) до собственной обмотки и равное ему расстояние S2 от этого отвода
d1 – диаметр изолированного отвода ВН который при классах напряжения до 35 кВ включительно принимается равным 20 мм при мощностях до
S3 – изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного
отвода обмотки НН до обмотки ВН мм;
d2 – диаметр изолированного отвода обмотки НН мм равный d1 при
напряжении обмотки НН 315 кВ;
S4 – изоляционное расстояние от отвода НН до стенки бака мм;
S5 – определяют по формуле S5 = S3 + d2 + S4 = 20 + 20 + 20 = 60.
Рисунок 5.1 – Изоляционные расстояния и размеры отводов размещение активной
части трансформатора (размеры в мм)
Минимальная ширина и длина бака трехфазного трансформатора классов
B D2'' ( S1 S 2 d1 S 3 S 4 d 2 ) 103
A 2 C D2'' 2 S5 103 2 0505 0487 2 60 103 1617
С – расстояние между осями стержней по формуле (4.4) м;
S1 S2 S3 S4 S5 d1 и d2 – размеры по рис.5.1 и табл.5.2 мм.
Высота активной части трансформатора м
H АЧ lC 2 hЯ n 103 115 2 0310 50 103 1821
hЯ – высота ярма магнитной системы равная ширине центрального пакеты
стали ярма a1Я = 0310 м;
n – толщина подкладки под нижнее ярмо принята равной 50 мм.
Минимальное расстояние от ярма до крышки бака для трансформатора
принимают равным HЯК = 04 м.
Тогда общая глубина бака м
H H АЧ Н ЯК 1821 04 2221
Поверхность излучения бака овального сечения приближенно м2
П И' 2 ( A B) B H k
где A B и H – размеры вычисленные по формулам соответственно (5.10) (5.9)
k – коэффициент учитывающий отношение периметра поверхности излучения к поверхности гладкой части бака с навесными радиаторами принят равным 2.
Среднее превышение температуры масла омывающего обмотки над воздухом С
MB 65 OMCP 65 207 443
где ОМСР1 – наибольшее значение превышения температуры обмоток над средней температурой охлаждающего масла С.
Среднее превышение температуры бака над воздухом С
где МВ – превышение температуры масла над воздухом по формуле (5.14) С;
МБ – перепад температуры между маслом и стенкой бака принят равным
Полученное значение должно удовлетворять неравенству чтобы превышение температуры верхних слоев масла над воздухом не превышало 60С:
Предварительное значение поверхности конвекции бака м 2
где PK и PX – то же что и в формуле (4.18);
БВ – среднее превышение температуры бака над воздухом по формуле
П’И – поверхность излучения по формуле (5.13) м2.
3 Бак с навесными радиаторами
Поверхность теплоотдачи такого бака образована в основном развитой
поверхностью радиаторов и значительно больше чем в гладких баках.
В трансформаторах мощностью 2 500 кВА и выше применяют двойные
трубчатые радиаторы из четырех рядов труб круглого сечения по 16 18 20 22
трубы в ряду изогнутых по концам и вваренных в два прямоугольных коллектора (рис. 6.6) или одинарные с двумя рядами труб (по 16 труб в ряду) вваренными только с одной стороны коллекторов. Общее число труб у одинарного
радиатора равно 32 у двойных радиаторов соответственно 64 72 80 88. При
изготовлении радиаторов используют трубы диаметром 51 мм и толщиной
стенки 16 или 175 мм. Удельная теплоотдача с поверхности таких радиаторов
выше чем у радиатора с прямыми трубами но конструкция менее технологична. Основные размеры и данные приведены в табл.5.3 ниже.
Рисунок 5.2 – Двойной трубчатый радиатор
Основной присоединительный размер (расстояние между осями патрубков или центрами фланцев коллекторов радиатора) определяется из неравенства:
где H – общая глубина бака по формуле (5.12) м;
c1 и c2 – минимальные расстояния центров фланцев радиатора соответственно от нижнего и верхнего срезов бака для радиаторов с прямыми трубами
равны соответственно 017 м и 017 м.
Таблица 5.3 – Основные данные трубчатых радиаторов
фланцев от нижнего и
верхнего срезов бака м
Поверхность конвекции радиатора м2
П КРАД kФ П КТР П КК 14 229 132 3338
где kФ – коэффициент учитывающий улучшение теплоотдачи конвекцией радиатора по сравнению с вертикальной гладкой стенкой для радиаторов с прямыми трубами равный 126;
ПКТР и ПКК – поверхности конвекции из табл. 5.3.
Поверхность крышки овального бака м2
В 2 ) (1607 0607) 0607
где A B и H – то же что и в формуле (5.13).
Фактическая поверхность теплоотдачи овального бака м2
П КГЛ 2 ( A B) B H 05 П КР
где A B и H – то же что и в формуле (5.13);
ПКР – поверхность крышки найденная по формуле (5.20).
Необходимая поверхность конвекции всех радиаторов м 2
П К' П КГЛ 14046 917 13128
где П’К – необходимая поверхность конвекции вычисленная по формуле (5.17)
ПКГЛ – поверхность теплоотдачи бака по формуле (5.21) м 2.
Необходимое по условиям охлаждения число радиаторов:
где П’КР – поверхность конвекции всех радиаторов по формуле (5.22) м 2;
ПКРАД – поверхность конвекции радиатора по формуле (5.19) м2.
Фактическая поверхность конвекции бака с навесными радиаторами м 2
П К П КГЛ nР П КРАД 917 4 3338 14269
где ПКГЛ – то же что и в формуле (5.22) м2;
nP – количество радиаторов определенное по формуле (5.23);
ПКРАД – то же что и в формуле (5.23).
Значение ПК должно быть равно или немного превышать П’К предварительно найденное по формуле (3.84).
Поверхность излучения бака с навесными радиаторами м 2
П И k 2 ( А В) В Н 05 П КР
где k – коэффициент учитывающий отношение периметра поверхности излучения бака с радиаторами к поверхности гладкой части бака принят равным
A B и H – то же что и в формуле (5.13);
ПКР – то же что и в формуле (5.21).
4 Расчет превышений температуры обмоток и масла
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха С
где PX и PK – то же что и в формуле (4.18);
ПК и ПИ – фактические поверхности конвекции и излучения рассчитанные
по формулам (5.24) и (5.25) м2.
Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой
где величины входящие в формулу те же что и в (5.26).
Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой
окружающего воздуха С
где БВ и МБ – средние превышения температуры бака и температуры масла
над воздухом соответственно найденные по формулам (5.15) и (5.14) С.
Превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха для обмоток НН и ВН соответственно С
где ОМСР1 и ОМСР2 – сумма ОСР и ОМ для соответствующей обмотки по формулам (5.7) и (5.8) С.
Полученные значения превышения температуры должны удовлетворять
следующим неравенствам (ГОСТ 11677-85):
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Встовский А. Л. Проектирование трансформаторов А. Л. Встовский С.
А. Встовский Л. Ф. Силин Н. Е. Полошков. – Красноярск : Сиб. федер.
Силин Л. Ф. Электрические машины : трансформаторы Л. Ф. Силин. –
Красноярск : Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск 2012. – 122 с.
Силин Л. Ф. Электромеханика. Вспомогательное оборудование масляных трансформаторов Л. Ф. Силин С. И. Мурашкин. – Красноярск :
Сиб. федер. ун-т 2007. – 111 с.
Силин Л. Ф. Электрические машины. Конструирование магнитопроводов
силовых трансформаторов Л. Ф. Силин С. И. Мурашкин. – Красноярск :
ИПЦ КГТУ 2005. – 82 с.
СТО 4.2-07-2014. Стандарт организации «Общие требования к построению изложению и оформлению документов учебной деятельности» –
Красноярск : Сиб. федер. ун-т 2014. – 42 с.
Основные размеры трансформатора
Рисунок А.1 – Основные размеры трансформатора (все размеры в мм)
Сечение стержня и ярма
Рисунок Б.1 – Сечение стержня и ярма

icon лист 1.cdw

лист 1.cdw
Трансформатор ТМ 40006
КП-13.02.03.07.001 СБ
Размеры пакетов стали
План сборки магнитопровода
Магнитопровод трансформатора
Сечение витка обмотки ВН
Сечение катушек обмотки НН
Установка обмоток масштаб 1:2

icon Чертеж 2 лист.cdw

Чертеж 2 лист.cdw
КП-13.02.03.07.002 СБ
Привод переключающего
Обмотка ВН (внутри НН)
Термосифонный фильтр
Кран для слива масла
Регулировочные ответления

icon чертеж 3 лист.cdw

чертеж 3 лист.cdw
up Наверх