Силовой двухобмоточный трансформатор (стр. 6 из 7)
Расчёт тока холостого хода.
Расчёт тока холостого хода производим по параграфу 8.3.
По таблице 8,17 (Л-1) находим удельные намагничивающие мощности:
При В с = 1,59 Тл, q с = 1,715 ВA/кг; qс.з = 18480 ВA/м 2
При В я = 1,56 Тл, q я = 1,575 ВA/кг; qя.з = 20700 Вт/м 2
При В кос. = 1,124 Тл, qкос = 2620 ВА/м 2
Для принятой конструкции магнитной системы и технологии её изготовления используем (8.43), в котором по параграфу 8.3 и таблице 8.12 и 8.21 принимаем коэффициенты:
kт.р. = 1,18; k т.з. = 1,0; k т.пл. = 1,20; k т.я. = 1,0; k т.п. = 1,05;
k т.ш. = 1,06.
По таблице 8,20 (Л-1) находим коэффициент k п.у. = 10,18.
Qх = [k т.р´ k т.з.´ ( q сG с + q яG я` – 4 q яG у +
´ k т.у.´ k т.пл.´ G у)+4 .´ q кос´ ´ П з.кос + 1 ´ П с´ q с.з + 2 ´ П я´ q я.з]´ k т.я´ k т.п.´ k т.ш.Qх = [1,18 ´ 1 ´ (1,715 ´ 1677,75+1,575 ´ 1194,8-4 ´ 1,575 ´ 149,5+
´ ´ 42,45 ´ 1,20 ´ 149,5) + 4 ´ 2620 ´ 0,1024+1 ´ 18480 ´ 0,07238+2 ´ 20700 ´ 0,07395] ´ ´ 1 ´ 1,05 ´ 1,06 = [1,18 ´ (2877,34125+1881,81-941,85+50110,1874)+1073,152+ +1337,5824+3061,53] ´ 1,113 = [1,18 ´ 53927,48865+5472,2644] ´ 1,113 = 69106,701007 ´ 1,113 = 16915,75822079 » 76 915,8 ВАТок холостого хода
i0 = Q x/10S = 76915,8/10 ´ 2500 = 3,077 %
или
= 279 % заданного значения.Активная составляющая тока холостого хода:
i0а =
= 0,248 %Реактивная составляющая тока холостого хода:
i0р =
= 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).
Q01 =
= 
= 1,15° Сгде d – толщина изоляции провода на одну сторону, d = 0,25´10 -3 м;
q – плотность теплового потока на поверхности обмотки;
lиз – теплопроводность бумажной, пропитанной маслом изоляции провода по табл. 9.1 (Л-1), l из = 0,17 Вт/(м ´ ° С);
Обмотка ВН по (9.9) и рис 9.9 (Л-1);
Q02 =
= 
= 1,06° СПерепад температуры на поверхности обмоток:
Обмотка НН:
Qо, м1 = k1´ k2´ k3´ 0,35 ´ q0,6 = 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:
Qо, м2 = k1´ k2´ k3´ 0,35 ´ q0,6 = 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:
Qо, м. ср. = Q о1 + Q о, м1 = 1,15+16,7 = 17,9° С
Обмотка ВН:
Qо, м. ср. = Q о2 + Q 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.
| S 1 = 40 мм | S 3 = 23 мм |
| S 2 = 42 мм | S 4 = 90 мм |
| d 2 = 10 мм | d 1 = 20 мм |
Минимальная ширина бака по рис. 9.18, (а) и (б), (Л-1).
В = D 2``+(S 1 + S 2 + d 2 + S 3 + S 4 + d 1) ´ 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. = lс + 2 h я + n ´ 10 = 0,97+2 ´ 0,316+0,05 = 1,65 м.
u де 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 м 2
Поверхность конвекции двух коллекторов при двух рядах:
П к.к = 0,34 м 2
Минимальные расстояния осей фланцев радиатора:
От нижнего среза стенки бака с 1 = 0,085 м
От верхнего среза стенки бака с 2 = 0,1 м
Для установки этих радиаторов глубина бака должна быть принята:
Н б = А р + с 1 + с 2 = 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):
Q м.в = 65- Q 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
Q м.в.в = d ´ Q м.в = 1,2 ´ 47 = 56,4° С < 60 ° С
Принимая предварительно перепад температуры на внутренней поверхности стенки бака Q м.б. = 5° С и запас 2° С, находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха:
Q б.в. = Q м.в + Q 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) + p В] = 2 ´ [2 ´ (1,82-0,76)+3,14 ´ 0,76] = 9 м 2
Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами по (9.35) (Л-1):
П и = k´ П к.гл. = 1,5 ´ 9 = 18 м 2
Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения Q б.в. = 40 ° С по (9.30) (Л-1):
П к` =
– 1,12 ´ П и = 
– 1,12 ´ 18 = 104,67 м 2Поверхность конвекции составляется из:
Поверхности гладкого бака: П к.гл. = 9 м 2
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 м 2Где 0,16 – удвоенная ширина верхней рамы бака; коэффициент 0,5 учитывает закрытие поверхности крышки вводами и арматурой.
Поверхность конвекции радиаторов:
å П кр. = П к` - П к.гл – П к.кр. = 104,67-9-0,82 = 94,85 м 2
поверхность конвекции радиаторов, приведённая к поверхности гладкой стенки (табл.9.6) (Л-1):
П к.р. = П тр.´ kф+П к.к = 6,253 ´ 1,26+0,34 = 8,22 м 2
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 = å П к.р. + П к.гл. + П к.кр. = 12 ´ 8,22+9+0,82 = 108,46 м 2
Поверхность излучения: П и = 18 м 2
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):
Q б.в =
= 
= 39° С