Trans (Силовой двухобмоточный трансформатор), страница 4

Реактивная составляющая тока холостого хода:

i_0р = = 3,067 %

Тепловой расчёт обмоток.

Тепловой расчёт обмоток производится согласно параграфу 9.5 (Л-1).

Внутренний перепад температуры

Обмотка НН по (9.9) и по рис. 9.9 (Л-1).

₀₁ = = = 1,15 С

где  – толщина изоляции провода на одну сторону,  = 0,2510^-3 м;

q – плотность теплового потока на поверхности обмотки;

_из – теплопроводность бумажной, пропитанной маслом изоляции провода по табл. 9.1 (Л-1), _из = 0,17 Вт/(мС);

Обмотка ВН по (9.9) и рис 9.9 (Л-1);

₀₂ = = = 1,06 С

Перепад температуры на поверхности обмоток:

Обмотка НН:

_{о, м1} = k₁ k₂ k₃0,35q^0,6 = 11,10,80,35780^0,6 = 16,7 С

где k₁ = 1 – для естественного масляного охлаждения;

k₂ = 1,1 – для внутренней обмотки НН;

k₃ = 0,8 – по таблице 9.3 (Л-1) для h_k/a = 5/22 = 0.23.

Обмотка ВН:

_{о, м2} = k₁ k₂ k₃0,35q^0,6 = 110,850,35719^0,6 = 15,4 С

где k₁ = 1 – для естественного масляного охлаждения;

k₂ = 1,1 – для внешней обмотки ВН;

k₃ = 0,8 – по таблице 9.3 (Л-1) для h_k/a = 4,5/25 = 0.18.

Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу:

Обмотка НН:

_{о, м. ср.} =_о1 + _{о, м1} = 1,15+16,7 = 17,9 С

Обмотка ВН:

_{о, м. ср.} =_о2 + _{о, м2} = 1,06+15,4 = 16,46 С

Тепловой расчёт бака.

Тепловой расчёт бака проводится согласно параграфу 9.6.

По таблице 9.4 (Л-1), в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию S = 2500 кВА, выбираем конструкцию гладкого бака с навесными радиаторами и прямыми трубами по рис. 9.16 (Л-1). Минимальные внутренние размеры бака – по рис. 9.18, (а) и (б), (Л-1).

Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака. До окончательной разработки конструкции внешние габариты прессующих балок принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.

Минимальная ширина бака по рис. 9.18, (а) и (б), (Л-1).

В = D₂``+(S₁ + S₂ + d₂ + S₃ + S₄ + d₁)  10^-3 = 0.5+(40+42+20+25+90+10)  10^-3 = 0.727 м

Принимаем В = 0,76, при центральном положении активной части трансформатора в баке.

Длина бака:

А = 2С+В = 20,53+0,76 = 1,82 м.

Высота активной части по (9.24) (Л-1):

Н_а.ч. = l_с + 2h_я + n  10 = 0,97+20,316+0,05 = 1,65 м.

uде n = 0,05 м – толщина бруска между дном бака и нижним ярмом

Принимаем расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над ярмом переключателя ответвлений обмотки ВН по табл. 9.5 (Л-1).

Н_я.к. = 400 мм = 0,4 м.

Глубина бака:

Н_б = Н_а.ч+ Н_я.к. = 1,65+0,4 = 2,05 м.

Для развития должной поверхности охлаждения целесообразно использовать радиаторы с прямыми трубами по рис. 9.16 (Л-1).

Расстояние между осями фланцев по табл. 9.9 (Л-1):

А_р = 2000 мм

Поверхность конвекции труб:

П_к.тр. = 6,253 м²

Поверхность конвекции двух коллекторов при двух рядах:

П_к.к = 0,34 м²

Минимальные расстояния осей фланцев радиатора:

От нижнего среза стенки бака с₁ = 0,085 м

От верхнего среза стенки бака с₂ = 0,1 м

Для установки этих радиаторов глубина бака должна быть принята:

Н_б = А_р + с₁ + _­с₂ = 2,000 + 0,085+0,1 = 2,2 м

Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки НН по (9.32) (Л-1):

_м.в = 65-_о.м.ср. = 65-17,9  47 С

найденное среднее превышение может быть допущено, так как превышение температуры масла в верхних слоях в этом случае будет

_м.в.в = _м.в = 1,247 = 56,4 С < 60 С

Принимая предварительно перепад температуры на внутренней поверхности стенки бака _м.б. = 5С и запас 2 С, находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха:

_б.в. = _м.в + _м.б = 47-5-2 = 40 С

Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака:

П_к.гл. = Н_б [2(А-В) +В] = 2[2(1,82-0,76)+3,140,76] = 9 м²

Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами по (9.35) (Л-1):

П_и = kП_к.гл. = 1,59 = 18 м²

Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения _б.в. = 40 С по (9.30) (Л-1):

П_к` = – 1,12П_и = – 1,1218 = 104,67 м²

Поверхность конвекции составляется из:

Поверхности гладкого бака: П_к.гл. = 9 м²

Поверхности крышки бака:

П_к.кр. = 0,5 [(А-В)(В+0,16) + ] = 0,5[(1,82-0,76)(0,76+ +0,16) +3,14 ] = 0,82 м²

Где 0,16 – удвоенная ширина верхней рамы бака; коэффициент 0,5 учитывает закрытие поверхности крышки вводами и арматурой.

Поверхность конвекции радиаторов:

П_кр. = П_к` - П_к.гл – П_к.кр. = 104,67-9-0,82 = 94,85 м²

поверхность конвекции радиаторов, приведённая к поверхности гладкой стенки (табл.9.6) (Л-1):

П_к.р. = П_тр.k_ф+П_к.к = 6,2531,26+0,34 = 8,22 м²

Необходимое число радиаторов:

= 94.85/8.22  11.5

Принимаем 12 радиаторов с расположением по рис. 5.

Рис. 5. Расположение радиаторов на стенке бака.

Поверхность конвекции бака:

П_к = П_к.р. + П_к.гл. + П_к.кр. = 128,22+9+0,82 = 108,46 м²

Поверхность излучения: П_и = 18 м²

Определение превышения температуры масла и обмоток над температурой охлаждающего воздуха по параграфу 9.7.

Среднее превышение температуры наружной поверхности трубы над температурой воздуха по (9.49) (Л-1):

 _б.в = = = 39 С

среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой внутренней поверхности стенки трубы по (9.50) (Л-1):

 _м.б = 0,165  = 0,165  = =5,6 С

Превышение средней температуры масла над температурой воздуха:

_м.в. = _м.б + _б.в = 5,6+39 = 44,6 С

Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой воздуха:

_м.в.в = k_м.в = 1,244,6 = 53,52 С < 60 С

Превышение средней температуры обмоток над температурой воздуха:

Обмотки НН;

_о.в1 = _о1 + _о.м1 + _м.в = 1,15+16,7+44,6 = 62,45 С < 65 С

Обмотки ВН;

_о.в2 = _о2 + _о.м2 + _м.в = 1,15+16,7+44,6 = 62,45 С < 65 С

Превышения температуры масла в верхних слоях _м.в.в < 60 С и обмоток _о.в < 65 С лежат в пределах допустимого нагрева по ГОСТ 11677-85.

ЛИТЕРАТУРА.

(Л-1) – Тихомиров П.М. ''Расчёт трансформаторов'', издательство Москва, энергоатомиздат 1986 г.

Все ссылки (формулы и таблицы), используемые в составлении данной курсовой работы даны на учебник Тихомирова П.М. ''Расчёт трансформаторов'', издательство Москва, энергоатомиздат 1986 г.

20