В∙А.
Реактивная составляющая тока холостого хода
%.Активная составляющая тока холостого хода
%.
Ток холостого хода
%, что составляет % от заданного i0% = 1,3% для серийного трансформатора (табл. П.2).5.5 Внешние характеристики трансформатора
Рассчитать и построить графики зависимости КПД и U2 = f(I2).
Изменение напряжения на вторичной обмотке трансформатора:
, В,
где 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 при
Коэффициент мощности нагрузки задается в задании на проектирование (например
)..
. .
Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора
ki | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 |
U2, В | 34673,5 | 34347,1 | 34020,6 | 33694,1 | 33367,7 | 33041,2 |
η | 0,985 | 0,988 | 0,987 | 0,985 | 0,982 | 0,980 |
P2, кВ·А | 320 | 640 | 960 | 1280 | 1600 | 1920 |
Для номинальной нагрузки Sн = 1600 кВ∙А; Рст = Рх = 3,645 кВт; Рмеди = Рк =18,715 кВт
Рис. 10. График КПД трансформатора
Рис. 11. Зависимости вторичного напряжения U2и выходной мощность P2 от ki .
6. Тепловой расчет и расчет системы охлаждения
При работе трансформатора в режиме нагрузки потери, возникающие в его обмотках и магнитопроводе, преобразуются в теплоту. Часть этой теплоты нагревает активные части, а остальная отводится в окружающую среду. В номинальном режиме нагрузки температура обмоток и масла достигает установившихся значений, которые не должны превышать допустимых ГОС стандартом.
6.1. Расчет температурного перепада в обмотках
Внутренний перепад температуры:
Обмотка НН
ºС,где δ – толщина изоляции провода на одну сторону, δ = 0,25∙10-3 м; q – плотность теплового потока на поверхности обмотки; λиз – теплопроводность бумажной изоляции провода пропитанной маслом, по табл. П.26. λиз = 0,17 Вт/(м∙ºС);
Обмотка ВН
ºС,Перепад температуры на поверхности обмоток:
обмотка НН
ºС,где k =0,285 для цилиндрической обмотки;
обмотка ВН
ºС,где k1 = 1,0 для естественного масляного охлаждения; k2= l,0 для наружной обмотки; для внутренней катушечной обмотки k2= l,1; коэффициент kз учитывает влияние на конвекцию горизонтальных масляных каналов, по табл. П.27 kз= 0,95 для hк/a = 4,0/38 = 0,105, при отсутствии каналов kз = 0,95; hк – ширина масляного канала; a – глубина канала (ширина обмотки);
Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу:
обмотка НН
ºС,
обмотка ВН
ºС,
6.2 Выбор и расчет системы охлаждения (расчет бака, радиаторов, охладителей)
В соответствии с мощностью трансформатора по табл. П.28 выбираем конструкцию гладкого бака с радиатором из труб (рис. 14). Тепловые расчеты для других конструкций баков (табл. П.28) изложены в [1,2].
Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака.
Минимальная ширина бака (рис.12 и 13)
.
м.Рис. 12. Схема бака трансформатора
Изоляционные расстояния по табл. П.29 (рис.13):
― расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до стенки бака
= 40 мм для Uисп = 85 кВ;― изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до собственной обмотки
= 40 мм для Uисп = 85 кВ
― изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до обмотки ВН
= 25 мм для Uисп = 35 кВ;
― изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака
= 90 мм для Uисп = 85 кВ;
диаметр изолированного отвода от обмотки ВН,
= 10 мм;диаметр изолированного отвода обмотки НН
= 10 мм.Рис. 13. Схема отводов обмоток трансформатора
Длина бака
м ,
где С – расстояние между осями стержней (см. пункт «Расчет магнитной системы»);
м.Принимаем А=1,8 м.
Высота активной части
м,где
– высота стержня;hЯ – высота ярма (равна высоте наибольшего пакета в сечении ярма. см. пункт «Расчет магнитной системы трансформатора»);
hn – толщина бруска между дном бака и нижним ярмом (0,05 м).
Согласно рекомендации [1] расстояние от верхнего ярма до крышки бака обмотки ВН:
для 6 и 10 кВ
м, для 20 кВ м;для 35 кВ
м, если S4 ≥ 1600 кВт и U ≥ 25 кВ м,принимаем
м.Глубина бака
м,
Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки
ºС;где
– большее из двух значений, подсчитанных для обмоток ВН и НН.Найденное среднее превышение может быть допущено, так как превышение температуры масла в верхних слоях в этом случае будет
ºС < 60 ºС;Принимая предварительно перепад температуры на внутренней поверхности стенки бака
ºС и запас 2 ºС, находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха