Масса стали стержней в пределах окна магнитной системы:
Масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма:
Общая масса стали стержней:
Общая масса стали плоской магнитной системы:
5.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ХОЛОСТОГО ХОДА
Индукция в стержне:
Индукция в ярме:
Индукция на косом стыке:
Площадь сечения стержня на косом стыке:
Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков по табл. 10.1 [1] для стали марки 3411 толщиной 0,35 мм при шихтовке в две пластины:
при ;
при ;
Для определения потерь холостого хода применим выражение:
где Кд - коэффициент добавочных потерь, Кд=1,01
Тогда потери холостого хода:
В процентах от заданного значения:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА.
Активная составляющая тока холостого хода определяется по формуле
По таблице8.17 [2] находим намагничивающие мощности:
при , , ;
при , , ;
при ,
Для определения реактивной составляющей определяем полную намагничивающую мощность трансформатора в соответствии с принятой конструкцией магнитной системы трансформатора может быть определена:
, Вар ;
где К - коэффициент учитывающий то , что в тех случаях где направление вектора индукции магнитного потока не совпадает с направление прокатки стали , магнитная проницаемость стали существенно понижается и потребляемая намагничивающая мощность увеличивается , К=1.8;
Определяем полную намагничивающую мощность:
Значение реактивной составляющей тока холостого хода определяем по формуле:
Реактивная составляющая тока холостого хода:
Коэффициент полезного действия трансформатора:
6. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И РАСЧЕТ ОХЛАДИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
6.1 ПОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ОБМОТОК
Внутренний перепад температуры:
обмотка НН (прямоугольный провод):
, °С
где - толщина изоляции на одну сторону, см
-теплопроводность изоляции провода, по табл.11.1 [2] Вт/см °С
- плотность теплового потока на поверхности обмотки:
Тогда
Потери, выделяющиеся в 1 см3 общего объема обмотки:
Средняя теплопроводность обмотки:
, Вт/см0 °С
где - средняя условная теплопроводность обмотки без учета междуслойной изоляции:
Следовательно
Полный внутренний перепад температуры в обмотке ВН (круглый провод):
Средний перепад температуры составляет 2/3 от полного перепада:
°С
Для цилиндрических обмоток из прямоугольного и круглого провода перепад на поверхности обмотки:
Для обмотки НН:
где - по табл. 11.2 [1],
Для обмотки ВН:
следовательно, по табл. 11.2 [1],
Рассчитаем среднее превышение температуры обмоток над средней температурой масла:
6.2 РАСЧЕТ ОХЛАДИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (БАКА И ОХЛАДИТЕЛЕЙ)
По табл.12 [1] в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию бака с трубами.
Изоляционные расстояния:
см (для отвода Uисп = 35 кВ, покрытие 2 мм, расстояние до стенки бака по табл. 4.11 [2])
см (для отвода Uисп = 35 кВ, покрытие 2 мм, расстояние до прессующей балки ярма по табл. 4.11 [2])
см (для отвода Uисп = 5 кВ, без покрытия, расстояние до стенки бака по табл. 4.11 [2])
см (для отвода Uисп = 5 кВ, без покрытия, по табл. 4.12 [2])
см - диаметр изолированного отвода обмотки ВН
см - диаметр изолированного отвода от обмотки НН
Расстояние S5 определяется как:
Минимальная длина бака трехфазного трансформатора:
Принимаем А = 130 см при центральном положении активной части трансформатора в баке.
Минимальная ширина бака:
Принимаем В = 55 см
По табл. 12.2 [1] минимальное расстояние от верхнего ярма до крышки бака:
см
Высота выемной части:
где n - толщина подкладки под нижнее ярмо, по [1] принимаем n = 5 см
Глубина бака:
Принимаем Нб =150 см
Так как из двух обмоток наиболее нагрета обмотка ВН, то среднее превышение температуры масла, омывающего обмотки над температурой воздуха, должно быть не более:
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой воздуха будет меньше на величину перепада температуры между маслом и стенкой бака
где °С - по [1]
Полученное значение должно удовлетворять условию:
°С
Так как условие выполняется, то принимаем:
Поверхность излучения бака в предварительном расчете:
Поверхность конвекции бака:
По табл. 12.3 [1] выбираем данные для бака с круглыми трубами в один ряд:
см - прямой участок для внутреннего ряда труб;
см - шаг между рядами;
см - шаг в ряду;
см - размер сечения;
см - радиус изгиба;
- число рядов труб;
- поверхность 1 м трубы.
По табл. 12.4 [1] выбираем минимальные расстояния оси трубы от дна и крышки бака:
см - минимальное расстояние оси трубы от крышки бака;
см - минимальное расстояние оси трубы от дна бака
Расстояние между осями труб на стенке бака для наружного ряда:
Развернутая длина трубы в ряду:
Число труб в одном ряду на поверхности бака:
Поверхность излучения бака с трубами:
Поверхность конвекции бака:
, мІ
где мІ - поверхность конвекции гладкого бака и крышки
- по табл. § 12. [1].
- по табл. § 12. [1].
- поверхность конвекции труб:
Тогда,
6.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТОК И МАСЛА НАД ВОЗДУХОМ
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха:
Среднее превышение температуры масла вблизи стенки бака над температурой стенки бака:
Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха:
Превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха:
для НН:
для ВН:
6.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА МАСЛА И ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ РАСШИРИТЕЛЯ
Объем бака:
Масса проводов:
Объем активной части:
Объем масла в баке:
Масса масла в баке:
Масса масла в трубах:
Общая масса масла:
Длина бака расширителя:
Объем расширителя (10 % от общего объема масла):
Требуемый объем бака расширителя:
Площадь сечения бака расширителя:
Диаметр бака расширителя:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения данного курсового проекта был произведен расчет силового трансформатора с заданными параметрами .Расчет велся с цель как можно проще и компактнее сконструировать основные элементы трансформатора - обмотки , сердечники , ярма , в тоже время обеспечить заданные электрические параметры работы трансформатора.
Были подтверждены тесные связи между величинами характеризующие основные размеры трансформатора и его энергетическими показателями , такими как потерь короткого замыкания и холостого хода , напряжения короткого замыкания , ток холостого хода , а также величинами характеризующие его экономические показатели - объем стали в ярмах и сердечниках , объем меди в обмотках , объем масла и т.д.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Сечин В.И.. Расчет силовых трансформаторов. Учебное пособие.- Хабаровск: ДВГАПС, 1993.
Тихомиров П.М.. Расчет трансформаторов.-М: Энергоатомиздат, 1986.