Рассчитать конструкцию и параметры силового трансформатора с масляным и воздушным охлаждением

Зависимость вторичного напряжения от нагрузки (при):, где; cosφ = 0.8; sinφ = 0.

6.

Таблица:

β ∆U'%(Cosφ = 1; sinφ = 0) U2' ∆U"%(Cosφ = 0,8; sinφ = 0,6) U2″

Cosφ = 1; sinφ = 0;

Uacosφ+ UPcosφ

Cosφ = 0,8; sinφ = 0,6; 0 0 231,21 0 231,21 0.25 0,33 230,45 1,07 228,74 0.50 0,67 229,66 2,13 226,29 0.75 0,99 228,92 3,20 223,81 1.00 1,33 228,90 4,26 221,36 1.25 1,66 227,37 5,33 218,89 Внешние характеристики трансформатора; :

Тепловой расчет трансформатора Проверочный тепловой расчет обмоток.

Удельные потери НН обмотки определяем как потери в меди отнесенные к 1 см³ общего объема обмотки:

;

Условная теплопроводность обмотки без учета межслойной изоляции, где определяем по таблице 9.1[2]; ;

Средняя теплопроводность обмотки (при равномерном распределении витковой и межслойной изоляции):, где определяем по таблице 9.1[2];

Перепад температуры внутри обмотки, намотанной непосредственно на изоляционный цилиндр:, где, а = 22,2 (см) — радиальный размер катушки.

Средний перепад температуры по обмотке .

Перепад температуры между поверхностью обмотки и маслом где q = 160 (Вт/м2) — определяем по таблице 9.2[2].

Среднее превышение температуры обмотки над средней температурой масла: ;

Удельные потери многослойной цилиндрической обмотки определяем как потери в меди отнесенные к 1 см³ общего объема обмотки:

;

Условная теплопроводность обмотки без учета межслойной изоляции, где определяем по таблице 9.1[2]; ;

Средняя теплопроводность обмотки (при равномерном распределении витковой и межслойной изоляции):, где определяем по таблице 9.1[2];

Перепад температуры внутри многослойной цилиндрической обмотки из круглого провода при наличии каналов:

где ;

Средний перепад температуры по обмотке .

Перепад температуры между поверхностью обмотки и маслом где q = 160 (Вт/м2) — определяем по таблице 9.2[1].

Среднее превышение температуры обмотки над средней температурой масла: .

Тепловой расчет бака Т.к. заданная мощность трансформатора 1 000 000 ВА, то необходимо применить бак с навесными радиаторами с прямыми трубами в два ряда.

По минимальным изоляционным расстояниям ранее определили минимальные

размеры бака:

Длина — А = 111,4(см) Ширина равная В = 68,98(см) Глубина — Н = НВ + НЯК (определяется высотой активной части

где n — толщина подкладки под нижнее ярмо, и минимальным расстоянием от верхнего ярма до крышки бака — НЯК = 30 см);

Примем округленные значения: А = 112 (см), В = 70 (см), Н =72(см).

Допустимый средний перегрев масла над воздухом:, где — больший перегрев обмотки (ВН или НН) над маслом.

Допустимый средний перегрев стенки бака над воздухом:, -обычно принимается в пределах 3−6°С.

Поверхность теплоотдачи излучением предварительно определяется внешним периметром по охладителям (для бака овального сечения):, где К принимают равным от 1,5 до 2, в зависимости от количества рядов труб (охладителей).

Поверхность теплоотдачи путем конвекции (предварительно): .

Фактические размеры трубчатого бака:

;

Возьмем в качестве охладителя круглые

трубы диаметром d = 5,1 (см). Они выпускаются с двумя рядами труб по 20 труб в ряду. Крепление к баку осуществляется с помощью разъемного соединения на фланцах, при этом коэффициент теплоотдачи

kф = 1,344 выбирается по таблице 9.6[2];

А = 710 (мм), С = 253 (мм) — выбирается по таблице 9.9[2].

Поверхность конвекции труб:

— одного охладителя

выбирается по таблице 9.9[2].

Поверхность конвекции гладкой части бака:

;

Поверхность крышки:, где

— ширина крышки (см); - длина крышки (см); вР = 6 (см) — ширина рамы принимается равной от 4 до 10 (см) при мощностях от10 до 5600 (кВА).

Суммарная приведенная поверхность конвекции: ,

где r — число охладителей;

КТР — коэффициент, учитывающий улучшение конвекции у поверхности труб, по сравнению с гладкой стенкой;

ККР — коэффициент, учитывающий величину закрытия поверхности изоляторами и арматурой.

Поверхность излучения определяется параметром, равным длине нити, обтягивающей бак по трубам и высотой бака: .

Определение фактических перегревов производится на базе определения потерь и поверхностей охлаждения.

Средний перегрев стенки бака над воздухом: ;

Средний перегрев масла вблизи стенки по сравнению с температурой стенки бака: ;

Перегрев верхних слоев масла над окружающим воздухом:, где δ= 1,2 — учитывает перегрев верхних слоев над остальным маслом;

Перегрев средних слоев масла над окружающим воздухом: ;

Перегрев обмоток над окружающим воздухом:

Обмотки ВН: ;

Обмотки НН: ;

Определение веса масла и размера расширителя Внутренний объем бака: ;

Объем вынимаемой части (приближенно): ;

Объем масла: ;

Вес масла трансформатора: ;

Объем расширителя: ;

Диаметр расширителя: .

Технико — экономические показатели Удельный расход меди: ;

Удельный расход электротехнической стали: .

Список используемой литературы Расчет силового трансформатора. Э. Г. Манн — учебное пособие. Пермь 1977 г.

Расчет трансформаторов. П. М. Тихомиров — энергоатомиздат. Москва 1986 г.

ВН

ВН

НН

Ярмо

с т LЦ1 L01 LЦ2 L02

е р

ж е

н ь

δ01 δ12 δ22

а01 а1 а12 а2 а22

D"

L D'

a1

a'

Бортики из эл.

картона

экран витковая

изоляция

междуслойная

изоляция

изоляция торцовой части

многослойной цилиндрической обмотки

l2

HRK

H

HB

C C

ha

lS

η

1 —

90 —

0 I I I I i

0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 β

U

0,25

0,5

0,75

1,00

1,25

(

А

В С