Определение параметров холостого хода

Расчёт потерь холостого хода

Индукция в стержне по (8-23)

Индукция с ярме по (8-29)

Индукция в стыке

По таблице 8-4 находим удельные потери в стали

при

Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и с прямыми на среднем стержне, с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки и удаления заусенцев применим для определения потерь формулу (8-31), в которой примем следующие коэффициенты :

- коэффициент увеличения потерь, зависящих от формы сечения ярма ;

- коэффициент увеличения потерь из-за необходимости расшифтовки верхнего ярма перед насадкой обмоток и зашихтовки его после насадки ;

- коэффициент увеличения потерь, для трансформаторов I и II габаритов до 630 кВа ;

коэффициент увеличения потерь, вызванных вследствие срезания заусенцев после резки пластин, но так как в нашем случае после этого был произведён отжиг, то ;

- коэффициент увеличения удельных потерь, возникающих вследствие резки пластин, но так как в нашем случае был отжиг, то ;

По таблице 8-6 для 2 прямых и 4 косых стыков стали марки Э330А толщиной 0,35мм;

Что на ниже заданного значения.

6.2 Расчёт тока холостого хода

По таблице 8-11находим намагничивающие мощности:

при

Для принятой конструкции и технологии изготовления магнитной системы применим формулу (8-43), в которой примем коэффициенты:

- коэффициент, учитывающий форму ярма, ;

- коэффициент, учитывающий расшифтовку и зашифтовку верхнего ярма при сборке, ;

- коэффициент, учитывающий влияние прессовки стержней и ярм при сборке остова, ;

- коэффициент, учитывающий срезку заусенцев, при наличии отжига ;

- коэффициент, учитывающий резку пластин, при наличии отжига ;

Полная намагничивающая мощность магнитной системы

Ток холостого хода.

Активная составляющая по формуле (8-41)

Реактивная составляющая по формуле (8-49)

Ток холостого хода

что на ниже заданного значения.

Коэффициент полезного действия трансформатора

7. Тепловой расчёт

7.1 Тепловой расчёт обмоток

Внутренний перепад температуры:

обмотка НН по (9-9)

- толщина изоляции провода на одну сторону ;

- теплопроводность бумажной, пропитанной лаком изоляции провода в масле, по таблице 9-1 .

по (7-17) q1= Вт/м2,

обмотка ВН по формуле (9-10):

где - радиальный размер катушки, см; при наличии в обмотке осевого охлаждающего канала размер а следует определять как ширину – радиальный размер наиболее широкой из двух катушек на которые разделена обмотка.

р – потери, выделяющиеся в 1 см3 общего объёма обмотки.

Средняя теплопроводность обмотки , Вт/(см0С), по формуле (9-12):

Вт/(см0С),

где λмс теплопроводность междуслойной изоляции находится по таблице 9-1. Средняя условная теплопроводность обмотки λ без учёта междуслойной изоляции:

где

λиз – теплопроводность материала изоляции витков, определяемая по таблице 9-1.

Перепад температуры на поверхности обмоток по (9-20):

обмотка НН

обмотка ВН

где

Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу(9-21).

обмотки НН

обмотки ВН

7.2 Тепловой расчёт бака

По табл. 9-4 в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию гладкого бака с трубами. Минимальные внутренние размеры бака по рисунку 19. Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и до стенки бака. До окончательной разработки конструкции внешние габариты прессующих балок ярм принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.

Изоляционные расстояния:

(для отвода , покрытие 0,2 см, расстояние от стенки бака по таблице 4-11);

(для отвода , покрытие 0,2 см, расстояние до прессующей балки ярма по таблице 4-11);

(для отвода , без покрытия, расстояние до стенки бака ярма по табл. 4-11);

(для отвода , для обмотки , отвод без покрытия по табл. 4-12).

Рисунок 19- Основные расстояния от обмотки ВН до стенки бака.

Минимальная ширина бака по (9-23)

Примем В ≈ 30

Длина бака по (9-22)

может быть принято таким же, как и расстояние от изолированного отвода до обмотки.

Принимаем .

Высоту активной части определим по (9-24)

где - толщина подкладки под нижнее ярмо

Общая глубина бака (9-25)

По таблице (9-5)

Рисунок 20- Размещение активной части трансформатора в баке

Длительно допустимое среднее превышение температуры обмоток над воздухом при номинальной нагрузке может быть принято равным 650 С. Тогда среднее превышение температуры масла, омывающего обмотки, по (9-32) над окружающим воздухом должно быть не более

берём большее из полученных для обмоток. В данном случае большее значение получено для обмотки ВН.

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

Принимаем предварительно перепад на внутренней поверхности стенки бака и запас в 20С, находим среднее превышение температуры стенки бака над воздухом

Для выбранных размеров бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой части бака для овального сечения в плане (9-35’)

для бака с трубами коэффициент, учитывающий отношение периметра поверхности излучения к поверхности гладкой части бака.

Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения по (9-30)

По таблице 9-7 для мощности трансформатора 200 кВА выбираем бак с одним рядом труб овального сечения. Шаг в ряду , размеры трубы , радиус изгиба трубы , прямой сток трубы ряда , расстояние между осями труб для наружного ряда (для овальных труб при по таблице 9-8; , ).

Размеры трубчатой стенки принимаются по рисунку 22.

Рисунок 21- Элементы трубчатого бака.

Длина трубы одного ряда:

Необходимая поверхность конвекции труб

Необходимая фактическая поверхность труб

где по таблице (9-6) в один ряд труб.

При поверхности 1 м трубы 0,16 м2 (таблице 9-7) необходимо иметь общую длину труб

Число труб в ряду для обеспечения этой общей длины должно быть

Принимаем

Шаг труб в ряду:

Поверхность излучения бака по внешнему периметру бака по трубам

по (9-38)

где d – диаметр круглой трубы или больший размер поперечного сечения овальной трубы, см.

Поверхность крышки

Поверхность конвекции бака

Поверхность труб фактическая

Определение превышений температуры обмоток и масла над окружающим воздухом по §9-7.

Среднее превышение температуры стенки бака (трубы) по (9-42)

Среднее превышение температуры масла вблизи стенки бака над температурой стенки (трубы) по (9-43)

где, -коэффициент равный 1 при естественном масляном охлаждении.

Превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха

Превышение температуры масла в верхних слоях

Превышение температуры обмоток над воздухом:

ВН

НН

Превышение температуры масла в верхних слоях , а обмоток лежат в пределах допустимого нагрева согласно ГОСТ 11677-75.

8.Заключение

В данном курсовом проекте рассчитан силовой масляный трансформатор мощностью 200кВа отвечающий требованиям ГОСТ12022-66. Трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в сетях энергосистемы потребителей электроэнергии, называется силовым. В ходе расчета были определены основные электрические величины, выбраны схема и конструкция магнитной системы; были полностью рассчитаны обмотки ВН и НН. Предварительный расчет трансформатора и выбор соотношения основных размеров с учетом заданных значений Uк, Pк и Pх показал что рассчитанные значения соответствуют заданным; погрешность незначительна. В ходе окончательного расчета магнитной системы, последняя была принята плоская трехфазная стержневая шихтованная с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми на среднем стержне. Прессовка стержней осуществляется расклиниванием с обмоткой и балками стянутыми шпильками вне ярма. Материал магнитной системы—холоднокатанная текстурованная сталь марки Э330А толщиной 0.35мм. Следует отметить, что холоднокатаная сталь обладая более высокими магнитными свойствами является и более дорогим материалом. При экономической оценке применения холоднокатаной стали следует учитывать, что переход на эту сталь связан с повышением допустимой индукции и уменьшением массы активной стали и металла обмоток, а также с существенным снижением потерь холостого хода и короткого замыкания трансформатора.

Тепловой расчет и расчет системы охлаждения проведен для установившегося теплового режима при номинальной нагрузке. Полученные при этом расчете значения превышения температуры над окружающей средой непревышают придельных значений, регламентированных ГОСТом. Задача теплового расчета заключалась: в определении перепадов температуры между обмотками и магнитной системой, с одной стороны, и маслом-с другой; в подборе конструкции и размеров бака и системы охлаждения, обеспечивающих нормальную теплоотдачу всех потерь при температурах обмоток, магнитной системы и масла, непревышающих допустимые температуры; в поверочном расчете превышение температуры обмоток, магнитной системы и масла над окружающим воздухом.

9.Список литературы

1. П.М. Тихомиров «Расчет трансформаторов». – М.: Энергоиздат, 1968

Размещено на Allbest.ru

Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 359; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 34

Мы поможем в написании ваших работ!