Расчет трансформатора

Лист №2.cdw

0600 ДФ 100400 К20 0102 СБ
Привод переключающего
Термосифонный фильтр
Обмотка ВН (внутри НН)
Регулировочные ответвления

Курсовой №21.doc

Министерство образования и науки Российской федерации
Красноярский государственный технический университет
Трансформатор ТМ 4006
Пояснительная записка
Руководитель проекта
к.т.н доцент С.А. Встовский
ЗАДАНИЕ № 21 НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ТРАНСФОРМАТОРА
Выполнить расчет и конструктивную разработку трансформатора со следующими данными:
Тип трансформатора ТМ 40010
Номинальная мощность 400 кВ·А
Номинальное напряжение обмотки ВН 10000 В
Номинальное напряжение обмотки НН 690 В
Схемы и группа соединения обмоток Yн-11
Система охлаждения - естественное масляное.
Режим работы - длительная нагрузка.
Параметры трансформатора
Напряжение короткого замыкания 45 %
Потери короткого замыкания 5900 Вт
Ток холостого хода 21 %
Потери холостого хода 950 Вт
Спроектированный трансформатор должен соответствовать требованиям государственных стандартов: ГОСТ 11677-85; ГОСТ 12022-76; ГОСТ 11920-85.
Дополнительные условия
Сталь электротехническая марки 3404
Обмотка из алюминиевого провода
Расчет основных электрических величин трансформатора5
Расчет основных размеров трансформатора6
1 Выбор материала и конструкции магнитной системы6
2 Выбор материала и конструкции обмотки7
3 Определение размеров главной изоляции обмоток8
4 Определение диаметра стержня и высоты обмоток8
Расчет обмоток НН и ВН10
1 Расчет обмоток НН11
1.1 Расчет двухслойной цилиндрической обмотки из провода прямоугольного сечения11
2 Расчет обмоток ВН14
2.1 Расчет многослойной цилиндрической обмотки из провода круглого сечения15
Определение параметров короткого замыкания17
1 Определение потерь короткого замыкания17
2 Расчет напряжения короткого замыкания19
3 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток при коротком замыкании21
Расчет магнитной системы трансформатора24
1 Определение размеров и массы магнитной системы24
2 Определение потерь холостого хода трансформатора25
3 Определение тока холостого хода трансформатора26
Тепловой расчет трансформатора28
1 Тепловой расчет обмоток28
2 Тепловой расчет бака трансформатора30
2.1 Бак с навесными радиаторами33
3 Расчет превышений температуры обмоток и масла35
Список использованных источников36
К силовым трансформаторам предъявляют жесткие технико-экономические требования вследствие их особой роли в процессе передачи электроэнергии. Экономичность трансформаторов в эксплуатации определяется потерями мощности холостого хода и короткого замыкания регламентированными ГОСТ. Заданные потери можно получить при рациональном соотношении основных размеров трансформатора; использовании современных магнитных проводниковых и изоляционных материалов; грамотном выборе удельных нагрузок активных материалов.
В процессе проектирование трансформатора выполнил электромагнитный и тепловой расчеты разработал конструкцию по результатам расчета. Я ознакомился с методикой расчета получил представление об основах инженерного проектирования силовых трансформаторов изучил применяемые в трансформаторостроении материалы и их свойства. В процессе разработки конструкции изучил систему охлаждения и очистки масла приборов сигнализации защиты и другие вспомогательные устройства масляных трансформаторов.
Расчет основных электрических величин трансформатора
Мощность одного стержня (фазы) трансформатора кВ·А
где SH – номинальная полная мощность кВ·А;
т – число фаз трансформатора.
Номинальный линейный ток обмоток НН и ВН трехфазного трансформа-тора А
где UВH UНH – номинальные линейные напряжение обмоток кВ SH в кВ·А.
Фазные токи А напряжения В для обмоток НН и ВН трехфазного трансформатора при соединении обмоток в "звезду
Активная составляющая напряжения короткого замыкания %
где PK – потери короткого замыкания Вт;
SH – номинальная полная мощность трансформатора кВ·А.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания при заданном uk %
Таблица 1.1 – Испытательные напряжения для силовых трансформаторов
Наибольшее рабочее напряжение кВ
Испытательное напряжение частотой 50 Гц Uисп кВ
Расчет основных размеров трансформатора
1 Выбор материала и конструкции магнитной системы
Магнитопровод собирается из рулонной холоднокатаной анизотропной электротехнической стали марки 3404 с толщиной 035 и коэффициентом заполнения стали kЗ = 096.
План шихтовки магнитопровода указан на рисунке 2.1
Рисунок 2.1 – Схема шихтовки магнитопровода
Рисунок 2.2 – Основные размеры трансформатора мм
По таблице 2.1 определяем число ступеней и коэффициент заполнения сталью kКР.
Таблица 2.1 – Диаметр число ступеней и коэффициент заполнения стержня
Мощность трансформатора SH кВ·А
Ориентировочный диаметр стержня d м
Без прессующей пластины
Коэффициент заполнения сталью площади круга описанного вокруг ступенчатой фигуры сечения стержня
Рекомендуемая индукция в стержнях трансформатора Тл
2 Выбор материала и конструкции обмотки
Для обмотки трансформатора используем провод марки АПБ изолирован-ный лентами кабельной бумаги класса нагревостойкости А (105 ºС).
В соответствии с номинальной мощностью напряжением и током одного стержня выбираем по таблице 2.1 тип обмотки НН и ВН.
Таблица 2.2 Тип и основные свойства обмоток
Цилиндрическая многослойная из провода круглого сечения
Основные достоинства
Простая технология изготовления
Ухудшение теплоотдачи и уменьшение механической прочности с ростом мощности
Число параллельных проводов
3 Определение размеров главной изоляции обмоток
Рисунок 2.3 – Главная изоляция обмоток ВН и НН
Таблица 2.3 – Минимальное изоляционное расстояние обмоток ВН
Мощность трансформатора SН кВ·А
Испытательное напряжение ВН Uисп кВ
Выступ цилиндра lЦ2 мм
Таблица 2.4 – Минимальное изоляционное расстояние обмоток НН
Испытательное напряжение НН Uисп кВ
Толщина нормальной витковой изоляции провода прямоугольного сечения марки АПБ при испытательном напряжении Uисп = 5 – 85 кВ 2 = 045 (05) мм.
4 Определение диаметра стержня и высоты обмоток
Ширина приведенного канала рассеяния мм
Здесь а12 – изоляционный промежуток между обмотками ВН и НН определяются по таблице 2.3 для испытательного напряжения обмотки ВН; второе слагаемое – суммарный приведенный радиальный размер (приведенная ширина) обмоток ВН и НН мм
где S – мощность трансформатора на один стержень кВ·А;
k – коэффициент принятый за 066
Коэффициент – отношение средней длины окружности канала между обмотками ·d12 к высоте обмотки l (рисунок 2.2)
Диаметр стержня предварительно м
Здесь S – мощность трансформатора на один стержень кВ·А; аP – ширина приведенного канала мм; коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному kP = 095; частота сети f = 50 Гц ; иP – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания %; ВC – индукция в стержне Тл; kC – коэффициент заполнения сталью площади круга.
Ближайший нормализованный диаметр dH = 017 м.
Определяем коэффициент H соответствующий выбранному диаметру dH
H находится в допустимых пределах.
Средний диаметр канала между обмотками предварительно м
Здесь диаметр dH в м; а01 и а02 – минимальные изоляционные промежутки (рисунок 2.3) по таблицам 2.4 и 2.3 соответственно в мм; радиальный размер обмотки НН (рисунок 2.3) предварительно мм
Здесь S в кВ·А; коэффициент k = 066; коэффициент k1=11.
Высота обмоток предварительно м
Активное сечение стержня (чистое сечение стали) м2
Расчет обмоток НН и ВН
Электродвижущая сила одного витка В
Здесь ВС = 16 Тл; ПС =002010 м2; f = 50 Гц.
Средняя плотность тока в обмотках Амм2
Здесь коэффициент С1 = 0463 для обмоток из алюминиевого провода; kД –коэффициент учитывающий добавочные потери (094); РK – потери короткого замыкания Вт; иВ – напряжение одного В; SH – номинальная мощность трансфор-матора кВ·А; d12 в м;
Значение JCP=1923 находится в пределах 15 – 26 Амм2.
Ориентировочное сечение витка каждой обмотки мм2
Число витков одной фазы обмотки НН
Здесь UФ1 – номинальное фазное напряжение обмотки НН В; f – частота напряжения сети равная 50 Гц; BC – индукция в стержне в Тл; ПC – площадь сечения стержня в м2.
Полученное значение w1 округляют до ближайшего целого числа находят напряжение (ЭДС) одного витка В
и действительную индукцию в стержне Тл
1.1 Расчет двухслойной цилиндрической обмотки из провода прямоугольного сечения
Число витков в одном слое двухслойной обмотки (может быть дробным)
Осевой размер витка мм
Здесь высота обмотки l2 = (l1 – 001) м.
По расчетному значению hB1 сечению витка П1 и сортаменту обмоточного провода подбираем провода прямоугольного сечения.
а) намотка на ребро б) намотка плашмя
Рисунок 3.1 – Способы намотки обмотки и определение радиальных размеров
С целью уменьшения добавочных потерь рекомендуется вести намотку провода плашмя но в данном случае делаем намотку на ребро так как необходимо выдержать сечение витка. Выбранный радиальный размер провода не превышает размер арад.
Полное сечение витка из nB1 параллельных проводов мм2
гдеППР – сечение одного провода мм2;
Реальная плотность тока в обмотке НН Амм2
Осевой размер (высота) витка мм
Здесь nB1 число параллельных проводов; hПР - высота одного проводника в изоляции мм; при намотке на ребро hПР = a' где а' и b' - размеры провода в изоляции мм.
Осевой размер обмотки НН м
Двухслойную цилиндрическую обмотку выполняем с охлаждающим каналом между слоями. Радиальный размер обмотки мм
Здесь bПР - действительный радиальный размер провода в одном слое в мм; bПР = a' при намотке на ребро. Минимальный размер охлаждающего канала а11 в мм выбирают из столбца "обмотка-обмотка" графы "вертикальные каналы" принимая длину канала равной длине обмотки l1.
Внутренний диаметр обмотки м
где dН – нормализованный диаметр стержня в м;
а01 – ширина канала между обмоткой и стержнем в мм.
Наружный диаметр обмотки м
Поверхность охлаждения м2 определяют по формуле
Плотность теплового потока Втм2
Полученное значение не превышает 600 - 800 Втм.
Выбираем по мощности и номинальному напряжению с учетом типа и схемы соединения обмоток ВН схему регулировочных ответвлений представленную на рисунке 3.1
Рисунок 3.1 – Схемы регулировочных ответвлений в обмотках ВН
Число витков ВН при номинальном напряжении
Число витков на одной ступени регулирования
Предварительно плотность тока в обмотке ВН Амм2
Сечение витка обмотки ВН мм2
Для повышения электрической прочности многослойных цилиндрических обмоток из провода круглого и прямоугольного сечения применяют междуслойную изоляцию из кабельной бумаги толщиной 012 мм. Число слоев кабельной бумаги между двумя слоями витков определяют по суммарному рабочему напряжению двух слоев обмотки (таблица 3.1).
Таблица 3.1 Межслойная изоляция многослойных цилиндрических обмоток
Суммарное рабочее напряжение двух слоев обмотки В
Число слоев кабельной бумаги
Толщина межслойной изоляции
Выступ межслойной изоляции на торце обмотки мм
2.1 Расчет многослойной цилиндрической обмотки из провода круглого сечения
Рисунок 3.2 – Устройство изоляция и варианты выполнения многослойных цилиндрических обмоток из провода прямоугольного сечения
По ориентировочному сечению витка П2 и сортаменту провода выбирают провод подходящего сечения или два - три одинаковых параллельных провода с диаметром без изоляции d2 в изоляции d2 мм (рис. 3.2г). Размеры провода:
Реальное сечение витка мм2
Реальная плотность тока в обмотке Амм 2
Число слоев в обмотке
Рабочее напряжение двух слоев обмотки В
Радиальный размер обмотки без экрана мм
Здесь размер провода d и толщина изоляции С в мм; пС2 – число слоев; а22 = 7 мм.
Здесь D – наружный диаметр обмотки НН в м; а12 – минимальный ради-альный размер осевого канала между обмотками НН и ВН мм.
Наружный диаметр обмотки м без экрана
Определение параметров короткого замыкания
1 Определение потерь короткого замыкания
Средний диаметр м обмоток НН и ВН соответственно:
Масса металла кг обмоток НН и ВН соответственно:
где k = 254 для алюминиевого провода.
Основные потери Вт в обмотках НН и ВН соответственно:
где k = 1275 для алюминиевого провода.
Масса металла обмотки ВН с учетом витков верхних ступеней регулирова-ния кг
Полная масса металла обмоток трансформатора кг
Коэффициенты учитывающие заполнение высоты обмотки материалом провода для обмоток из прямоугольного сечения НН и ВН соответственно:
Здесь bПР – размер провода в осевом направлении обмотки мм; т – число проводников в осевом направлении обмотки; kP = 093 – 098 – коэффициент приведения поля рассеяния.
Коэффициенты учитывающие добавочные потери в обмотке НН и ВН
Здесь коэффициент для проводов прямоугольного сечения из алюминия k=0037; аПР – размер провода в радиальном направлении обмотки мм; n – число проводников в радиальном направлении обмотки.
Общая длина отводов м для соединения обмоток в:
Масса металла отводов обмотки НН или ВН кг:
Здесь длина отводов сечение ПОТВ в мм; плотность материала обмоток g = 2700 кгм3 для алюминия.
Основные потери Вт соответственно в отводах НН и ВН:
Здесь k = 1275 для алюминиевых проводов обмоток; плотности тока J1 и J2 в обмотках НН и ВН в Амм2; масса отводов GОТВ1 и СОТВ2 в кг.
Потери в стенках бака и других стальных деталях трансформатора Вт
где k – коэффициент выбираемый по таблице 4.1;
SH – номинальная мощность трансформатора кВ·А.
Таблица 4.1 – Значение коэффициента k
Номинальная мощность кВ·А
Полные потери короткого замыкания Вт
2 Расчет напряжения короткого замыкания
Для определения реактивной составляющей напряжения короткого замыкания необходимо рассчитать ряд коэффициентов. Числовой коэффициент
d12 – средний диаметр канала между обмотками м
где а12 – ширина канала между обмотками по таблице 2.3 в мм;
а1 а2 – радиальные размеры обмоток НН и ВН в мм;
Коэффициент учитывающий отклонение реального поля рассеяния от иде-ального вследствие конечной высоты обмоток
В многослойной цилиндрической обмотке lХ = 0 так как регулировочные витки обычно размещены в наружном слое обмотки по всей ее высоте.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания %
Напряжение короткого замыкания %
3 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток при коротком замыкании
Действующее значение установившегося тока короткого замыкания в обмотке НН или ВН А
В результате взаимодействия тока в обмотках с магнитным полем обмоток (полем рассеяния) возникают электромагнитные силы оказывающие механи-ческое действие на обмотки.
В начальный момент короткого замыкания токи значительно превышают установившиеся значения за счет апериодической составляющей. Поэтому механические силы в обмотках в несколько раз превышают силы при установившемся токе короткого замыкания.
Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания А
где kM – коэффициент учитывающий апериодическую составляющую тока короткого замыкания
Радиальная сила действующая на обмотку ВН Н
На обмотку НН действует радиальная сила равная приложенной к обмотке ВН силе FP но противоположного направления.
Рисунок 4.1 – Схемы сжимающих осевых сил для различных случаев заимного положения обтекаемых током частей обмоток.
Поперечное поле рассеяния направление которого в верхних и нижних половинах обмоток прямо противоположно образует механические силы FOC (рисунок 4.1) сжимающие обмотки в осевом направлении. Осевую силу FOC Н определяют по формуле
Здесь FP – радиальная сила в Н; аP – ширина приведенного канала рассеива-ния; l – реальная средняя длинна обмоток в м.
Напряжение сжатия на опорных поверхностях МПа
Здесь FСЖ – сжимающая сила Н; п – число прокладок по окружности обмотки равное числу реек = 8; а – радиальный размер обмотки мм; b – ширина опорной прокладки равная 40 – 60 мм.
Сила сжимающая внутреннюю обмотку (рисунок 4.2 а) Н
Рисунок 4.2 – К определению механических напряжений в обмотках
Напряжение сжатия в проводе внутренней обмотки МПа
Для обеспечения стойкости этой обмотки при воздействии радиальных сил рекомендуется не допускать СЖ.Р в алюминиевых более 15 МПа.
Температура обмотки через tК секунд после возникновения короткого замыкания °С
Здесь 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; иК – напряжение короткого замыкания %; J – плотность тока в рассматриваемой обмотке Амм2; H – начальная температура обмотки принимаемая равной 90 °С. Вычисленное значение температуры K должно удовлетворять условию K ≤ 200 °С для алюминиевого провода обмоток.
Расчет магнитной системы трансформатора
1 Определение размеров и массы магнитной системы
Таблица 5.1 Ширина пластин а и толщина пакетов b мм стали магнито-проводов с прессовкой стержней расклиниванием с внутренней обмоткой (при d 022 м) или бандажами из стеклоленты. Обозначения: d – диаметр стержня аЯ – ширина крайнего наружного пакета ярма; nC и nЯ – число ступеней в сечениях стержня и ярма kKP – коэффициент заполнения круга для стержней
Размеры пакетов a×b мм в стержне
Таблица 5.2 – Площади сечения стержня ПФС ярма ПФЯ и объем угла VУ ших-тованной магнитной системы без прессующей пластины
Активное сечение стержня ПС и ярма ПЯ м2
Здесь площади сечений ПФС и ПФЯ в см2 по таблице 5.2; kЗ – коэффициент заполнения сталью (kЗ = 096).
Длина стержня трансформатора м
Здесь l0 =30 l0 =30 – расстояния от обмотки ВН соответственно до верхнего и нижнего ярма мм.
Расстояние между осями соседних стержней м
Масса стали угла при многоступенчатой форме сечения кг
где VУ – объем угла магнитной системы см;
gУТ = 7650 кгм3 – плотность трансформаторной стали.
Масса стали двух ярм трехфазного трансформатора кг
где С – расстояние между осями стержней м; ПЯ – сечение ярма в м.
Масса стали стержней кг
Здесь ПС – активное сечение стержня м ; плотность трансформаторной стали gСТ = 7650 кгм3; длина стержня а1Я – ширина среднего пакета стали ярма мм равная а1С.
Полная масса магнитной системы трансформатора кг
2 Определение потерь холостого хода трансформатора
Магнитопровод из электротехнической стали марки 3404 с толщиной 035.
Магнитная индукция в стержне ВС и ярме ВЯ
Потери холостого хода в магнитопроводе стержневого типа Вт
Здесь коэффициенты kПУ = 1018 и kПД = 123; удельные потери в стержне рС = 1295 и ярме рЯ = 1207 Вткг; массы стержней GС ярм GЯ и угла GУ магнитопровода в кг.
Полученное значение потерь холостого хода РХ не превышает заданного более чем на 75%.
3 Определение тока холостого хода трансформатора
Активная составляющая тока холостого хода %
Увеличение намагничивающей мощности учитывают следующими коэф-фициентами:
kТД – коэффициент учитывающий влияние резки рулона стали на пластины и срезания заусенцев. Для сталей марок 3404 с отжигом kТД =155.
kТД – коэффициент учитывающий форму сечения ярма способ прессовки стержней и ярм магнитной системы расшихтовку и зашихтовку верхнего ярма при насадке обмоток. При мощностях трансформаторов до 630 кВ·А kТД =106.
kТУ – коэффициент учитывающий увеличение намагничивающей мощ-ности в углах магнитной системы kТУ = 4200.
kТПЛ – коэффициент учитывающий увеличение намагничивающей мощ-ности в углах магнитной системы в зависимости от ширины пластины второго пакета а2 kТПЛ = 17.
Полная намагничивающая мощность кВ·А
Здесь GC GЯ GУ – массы стали стержней ярм и угла магнитопровода кг; qC = 1775 qЯ = 1575 – удельные намагничивающие мощности для стали стержней и ярм Акг; nЗПР = 0 пЗКОС = 6 – число прямых и косых стыков пластин стали ярм и стержней; qЗПР = 23500 qЗКОС = 2500 – удельная намагничивающая мощность для зазоров В·Ам; ПЗПР ПЗКОС – площадь зазора (стыка) соответственно для прямых и косых стыков м2 .
Для косых стыков с углом резки пластин 45° площадь зазора м2 в стыке
индукция в стыке Тл
Реактивная составляющая тока холостого хода %
Полный ток холостого хода %
Полученное значение тока холостого хода не превышает заданного значения.
Коэффициент полезного действия трансформатора о.е.
где РX РK – потери короткого замыкания и холостого хода Вт;
SH – полная номинальная мощность трансформатора кВ·А.
Тепловой расчет трансформатора
1 Тепловой расчет обмоток
Внутренний перепад температуры в обмотках с радиальными охлажда-ющими каналами практически равен перепаду в изоляции одного провода °С
Здесь q – плотность теплового потока Втм2 на поверхности рассматри-ваемой обмотки определяемая в разделе 3; – толщина изоляции провода на одну сторону мм; λИЗ – теплопроводность изоляции провода λИЗ = 017 Вт(м·°С).
Внутренний перепад температуры в многослойных цилиндрических обмотках из провода прямоугольного сечения с открытыми поверхностями охлаждения всех катушек обмотки °С
Удельные потери р Втм определяют отношением электрических потерь в проводе единичной длины к объему занимаемому этим изолированным проводом вместе с междуслойной изоляцией для обмоток из провода прямоугольного сечения
Здесь K = 271 для алюминиевого провода; J – плотность тока в обмот- ке Амм2; размеры провода без изоляции d2 и в изоляции d2 в мм; C – толщина междуслойной изоляции мм определена в разделе 3.
Средняя теплопроводность λCP обмотки из провода прямоугольного сече-ния Вт(м·°С)
В формулах теплопроводность междуслойной изоляции λС = 017 Вт(м·°С); средняя условная теплопроводность обмотки λ без учета междуслойной изоляции в обмотках из провода прямоугольного сечения Вт(м·°С)
где λИЗ – теплопроводность изоляции провода λИЗ = 017 Вт(м·°С);
d d a a b b – размеры провода в мм;
– толщина изоляции провода на две стороны мм.
Средний внутренний перепад температуры обмотки °С
Для цилиндрических обмоток из провода прямоугольного или круглого сечения и винтовых обмоток без радиальных (горизонтальных) каналов перепад температуры на поверхности обмотки °С
Среднее превышение температуры обмотки над средней температурой охлаждающего масла °С
2 Тепловой расчет бака трансформатора
Возьмём бак с навесными радиаторами с прямыми трубами.
Рисунок 6.1 – Основные размеры бака мм
S1 – изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН (внешней) до собственной обмотки и равное ему расстояние S2 от этого отвода до стенки бака S1 = 20 мм;
d1 – диаметр изолированного отвода ВН при классах напряжения до 35 кВ включительно d1 = 20 мм при мощностях до 10000 кВ·А;
S3 – изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН S3 = 20 мм;
d2 – диаметр изолированного отвода обмотки НН мм равный d1 при напряжении обмотки НН 315 кВ и более или размер неизолированного отвода НН (шины) равный (10 – 15) мм при напряжении обмотки до 1 кВ d2 = 15 мм;
S4 – изоляционное расстояние от отвода НН до стенки бака S4 = 20 мм;
S5 – принимают равным S3 при испытательных напряжениях до 85 кВ или определяют по формуле S5 = S3 + d2 + S4 S5 = 60 мм.
Минимальные ширина В и длина А бака трехфазного трансформатора классов напряжения 6 10 и 35 кВ (рисунок 6.1) м
где D2 – наружный диаметр обмотки ВН в м;
С – расстояние между осями стержней в м;
S1 S2 S3 S4 S5 d1 d2 – размеры по рисунку 6.1 в мм.
Высота активной части трансформатора м
Здесь hЯ – высота ярма магнитной системы равная ширине центрального пакета стали ярма а1Я в м; n – толщина подкладки под нижнее ярмо в мм (п = 30 – 50 мм).
Глубину бака м определяют по высоте активной части НАЧ и расстоянию НЯК от верхнего ярма до крышки бака (рисунок 6.1)
Здесь НАЧ – высота активной части трансформатора м; НЯК – минимальное расстояние от верхнего ярма до крышки бака необходимое для установки и крепления вводов переключателя регулирования напряжения НЯК = 085 м.
Поверхность излучения для овального бака приближенно м2
Здесь А В Н – размеры бака по рисунку 6.1 м; k – коэффициент учиты-вающий отношение периметра поверхности излучения к поверхности гладкой части бака и приближенно равный 15 – 20 – для бака с навесными радиаторами.
Среднее превышение температуры масла омывающего обмотки над возду-хом должно быть не более °С
где ОМСР – большее из двух значений подсчитанных для обмоток ВН и НН.
Среднее превышение температуры бака над воздухом °С
Полученное значение удовлетворяет неравенству
Предварительное значение поверхности конвекции бака м2
2.1 Бак с навесными радиаторами
В трансформаторах мощностью от 100 до 6300 кВ·А используют радиаторы с прямыми вертикальными трубами овального сечения с размерами овала 72 × 20 мм и толщиной стенки трубы 15 мм (рисунок 6.2). Эти радиаторы выпускаются с одним рядом труб по 7 труб в ряду и с двумя рядами по 10 труб в ряду.
Таблица 6.2 – Основные данные радиаторов с прямыми трубами по рис. 6.1
ПКК = 034 м2 – поверхность конвекции двух коллекторов при двух рядах труб. Минимальное расстояние осей фланцев радиатора от нижнего и верхнего срезов бака с1 и с2 соответственно 0085 и 010 м.
Рисунок 6.2 – Трубчатый радиатор с прямыми стержнями
При подборе радиаторов следует определить по высоте бака Н основной присоединительный размер А (расстояние между осями патрубков или центрами фланцев коллекторов радиатора). Размер А определяют из неравенства
Определив размер А следует выбрать радиатор по таблице 6.2 и определить поверхность конвекции радиатора приведенную к поверхности гладкой стенки м2
где kФ – коэффициент учитывающий улучшение теплоотдачи конвекцией радиатора по сравнению с вертикальной гладкой стенкой; для радиаторов с прямыми трубами (рисунок 6.2) kФ =126.
Необходимая поверхность конвекции всех радиаторов трансформатора м2
где ПK – необходимая поверхность конвекции м2;
ПКГЛ – поверхность конвекции гладкого бака м 2
Здесь А В Н – размеры бака (рисунок 6.1) м ПКР – поверхность крышки бака м2; 05 – коэффициент учитывающий закрытие части поверхности крышки вводами ВН и НН и различной арматурой.
Поверхность крышки овального бака м
Необходимое по условиям охлаждения число радиаторов
Фактическая поверхность конвекции бака с навесными радиаторами м2
Поверхность излучения бака с навесными радиаторами м2
3 Расчет превышений температуры обмоток и масла
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха °С
где РX РK – потери холостого хода и короткого замыкания Вт;
ПК ПИ – фактические поверхности конвекции и излучения м2.
Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой стенки бака °С
Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха °С
Превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха подсчитывают отдельно для обмоток НН и ВН °С
Превышения температуры обмоток и масла в верхних слоях над окружающим воздухом согласно ГОСТ 11677-85 не превышают допустимые величины
Список использованных источников
Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. М.: Энергоатомиздат 1986. 528с.
Сергеенков Б.Н. Киселев В.М. Акимова Н.А. Электрические машины: Трансформаторы. М.: Высшая школа 1989. 352с.
Аншин В.Ш. Худяков З.И. Сборка трансформаторов. М.: Высшая школа 1991. 288с.
Силин Л.Ф. Мураховская М.А. Мурашкин С.И. Конструирование магнитопроводов силовых трансформаторовКрПИ. Красноярск 1992. 88с.
Мурашкин С.И. Мураховская М.А. Силин Л.Ф. Конструирование вспомогательных устройств масляных трансформаторовКГТУ. Красноярск 1995. 116с.
Конструирование активной части трансформаторов: Метод. указания Сост. С.И. Мурашкин Б.Г. Яныгин; КрПИ. Красноярск 1988. 32с.
Конструирование вспомогательных устройств масляных трансформаторов: Метод указания Сост. С.И. Мурашкин; КрПИ. Красноярск 1988. 45 с
Стандарт предприятия: Общие требования к оформлению текстовых и графических студенческих работ. Текстовые материалы и иллюстрации. СТП КрПИ 3.1-92. КрПИ. Красноярск 1992. 42с.
Яныгин Б.Г. Проектирование трансформаторов KpПИ. Красноярск 1983. 96с.

Лист №1.cdw

Размеры пакетов стали
План сборки магнитопровода
Сечение витка обмотки НН
Сечение катушек обмотки ВН
Установка обмоток маштаб 1:2
Магнитопровод трансфотматора маштаб 1:5

Лист №3.cdw