Курсовая работа (т): Расчет масляного трансформатора

 см²;

 см².

Длина стержня определяется по формуле (8.9) [Л. 1, стр. 363]:

м

Расстояние между осями соседних стержней определяется по формуле (8.4) [Л. 1, стр. 366]:

м,

где  - расстояние между обмотками ВН соседних стержней равно 0,02 м из таблицы 4.5 [Л. 1, стр. 184].

Рисунок 9 - Сечение стержня

Масса стали одного угла для многоступенчатой формы поперечного сечения ярма в плоской магнитной системе определяется по формуле (8.6) [Л. 1, стр. 367]:

где  - плотность трансформаторной стали (для холоднокатанной стали 7650 кг/м³).

Масса частей ярм, заключенных между осями крайних стержней определяется по формуле (8.8), (8.9) [Л. 1, стр. 367]:

кг,

кг.

Полная масса двух ярм определяется по формуле (8.10) [Л. 1, стр. 368]:

 кг

Масса стали стержней в пределах окна магнитной системы определяется по формуле (8.12) [Л. 1, стр. 368]:

 кг

Масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма определяется по формуле (8.13) [Л. 1, стр. 368]:

 кг

Масса стали стержней при многоступенчатой форме сечения ярма определяется по формуле (8.11) [Л. 1, стр. 368]:

кг

Полная масса стали плоской магнитной системы определяется по формуле (8.14) [Л. 1, стр. 368]:

 кг

4.2 Расчет потерь холостого хода

Индукция в стержне определяется по формуле (8.28) [Л. 1, стр. 374]:

 Тл

Индукция в ярме определяется по формуле (8.29) [Л. 1, стр. 374]:

 Тл

Индукция в косых стыках определяется по формуле [Л. 1, стр. 379]:

 Тл

Удельные потери для стали 3404 находятся по таблице (8.10) [Л. 1,стр. 376]:

 Тл , ;

 Тл , ;

 Тл

Площадь сечения на косом стыке находится по формуле [Л. 1, стр. 379]:

 м²

Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев, изготовленной из холоднокатаной стали потери холостого хода определяются по формуле (8.32) [Л. 1, стр. 381]:

,

где  - коэффициент, который для стали 3404 с толщиной листов 0,35мм равен 10,18 по таблице 8.13 [Л. 1, стр. 382];

 - коэффициент увеличения потерь, зависящий от формы сечения ярма равен 1;

 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь, связанных с отпрессовкой стержней и ярм при сборке остова принимается равным 1,02 по таблице 8.12 [Л. 1, стр. 380];

 - коэффициент, учитывающий потери от необходимости расшихтовки верхнего ярма перед насадкой обмоток и зашихтовки его после насадки принимается равным 1,02;

 - коэффициент, учитывающий потери, связанные с закаткой или срезанием заусенцев после резки пластин, и при отсутствии отжига принимается равен 1,05;

 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь после резки пластин при отсутствии отжига, равен 1,11.

Отклонение посчитанного значения потерь холостого хода от заданного значения в задании:

,

что ниже допустимой погрешности .

4.3 Расчет тока холостого хода

Удельные намагничивающие мощности для стали 3404 определяются по таблице (8-11) [Л. 1, стр. 395]:

 Тл , ;

 Тл, ;

 Тл

Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев, изготовленной из холоднокатаной стали намагничивающая мощность холостого хода определяются по формуле (8.43) [Л. 1, стр. 393]:

где  - коэффициент, учитывающий форму ярма, при числе ступеней в ярме равном или близком к числу ступеней в стержне принимается 1;

 - коэффициент, учитывающий расшихтовку и зашихтовку верхнего ярма при сборке, при мощности трансформатора до 250 кВА принимается 1,01;

 - коэффициент, учитывающий влияние прессовки стержней и ярм при сборке остова, для мощностей до 630 кВА принимается 1,04;

 - коэффициент, учитывающий срезку заусенцев, принимается равен 1,05;

 - коэффициент, учитывающий резку пластин, при отсутствии отжига принимается 1,49 [Л. 1, стр. 393];

 - коэффициент равен 42,45 по таблице (8.20) [Л. 1, стр. 395];

 - коэффициент, учитывающий увеличение намагничивающей мощности в углах магнитной системы в зависимости от ширины пластины второго пакета а₂ для холоднокатаной стали равен 1,18 по таблице 8.21 [Л. 1, стр. 396].

Относительное значение тока холостого хода в процентах определяется по формуле (8.48а) [Л. 1, стр. 398]:

 %

Активная составляющая тока холостого хода, вызванная потерями холостого хода определяется по формуле (8.49а) [Л. 1, стр. 398]:

 %

Реактивная составляющая тока холостого хода определяется по формуле (8.50а) [Л. 1, стр. 398]:

 %

Отклонение посчитанного значения тока холостого хода от заданного значения в задании:

5. Определение рабочих характеристик трансформатора

Для характеристики режима нагрузки трансформатора важное значение имеют зависимости к.п.д. и вторичного напряжения от нагрузки трансформатора при постоянных коэффициента мощности, частоте и первичном напряжении.

Зависимость к.п.д. от нагрузки может быть получена с помощью формулы:

,

где  - коэффициент нагрузки,

Р_к, Р_х - потери х.х. и потери к.з. соответственно при номинальном первичном напряжении и при номинальном токе, полученные расчетом;

сosφ₂ - коэффициент мощности нагрузки трансформатора, для построения графика принимаем 0,8;_N - номинальная мощность трансформатора по заданию.

Таблица 2

Зависимость КПД от нагрузки

Зависимость вторичного напряжения трансформатора от К_нг строится по формуле:

Для построения графика примем  = 0,8, тогда  = 0,6, поскольку составляющие напряжения короткого замыкания подставляются в процентах, то =100%.

График 1 - зависимость КПД от коэффициента нагрузки

Таблица 3

Зависимость вторичного напряжения от коэффициента нагрузки

График 2 - зависимость вторичного напряжения от коэффициента нагрузки

6. Тепловой расчет трансформатора

.1 Тепловой расчет обмоток

Внутренний перепад температуры для обмотки НН является перепадом в изоляции одного провода и определяется по формуле (9.9) [Л. 1, стр. 422] как элементарный перепад для теплового потока постоянной величины:

,

где  - толщина изоляции провода на одну сторону по равна 0,25∙10^-3 м;

 - теплопроводность материала изоляции витков, равная 0,17  по таблице 9.1 [Л.1, стр. 424];

 - плотность теплового потока на поверхности обмотки определяется по формуле (6.16) [Л. 1, стр. 269]:

Рисунок 10 - К расчету теплоты выделяющейся в обмотке

Полный перепад температуры в обмотках ВН из круглого провода, не имеющей горизонтальных охлаждающих каналов определяется по формуле (9.10) [Л. 1, стр. 421]:

,

где  - радиальный размер катушки;

- потери, выделяющиеся в 1 м³ общего объема обмотки;

- средняя теплопроводность обмотки ВН.

Для алюминиевого провода определяются по формуле (9.11) [Л. 1, стр. 422]:

Средняя теплопроводимость обмотки ВН , для случая равномерного распределения витков и междуслойной изоляции по всему объему обмотки определяется по формуле (9.12) [Л. 1, стр. 423]:

,

где  - теплопроводность междуслойной изоляции;

 - средняя условная теплопроводность обмотки определяется по формуле (9.13) [Л. 1, стр. 423]:

;

;