Проект трехфазного масляного двухобмоточного трансформатора (стр. 4 из 5)

5.1.1 Рассчитываем расстояние между осями обмоток, см,

А = Д^//₂ + а₂₂ = 93,7 +0,8 = 94,5 см принимаем 95.

По табл. 9.1(1) определяем сечения стержня, ярма и объема угла:

П_ф.с. = 278 см²; П_я = 279 см²; h_я =17,5 см; V_у =4,69 дм².

5.1.2 Определим высоту окна, см,

Н = Н_о +h^|_о +h^||_о = 73,27+ 2 + (1,5+1,8) = 78,57 cм, принимаем 79.

5.1.3 Масса угла, кг,

М_у =V_у^.

_ст.^. К_з,

Где V_у – объем угла, дм²; К_з – коэффициент заполнения сечения сталью;

_ст – плотность электротехнической стали, _ст = 7850 кг/см²

М_у = 4,69 ^. 7,65 ^. 0,96 = 34,44 кг

5.1.4 Масса стержней, кг,

М_с = с ^. П_ф.с^. К_з. ^. (Н + h_я)

_ст^. 10^-3 – с^. М_у,

Где с – число стержней магнитной системы;

П_ф.с – площадь поперечного сечения стержня, см;

h_я – высота ярма.

М_с = 4 ^.278 ^. 0,96 ^.(79 +17,5) ^. 7,65 ^. 10^-3 – 3 ^. 34,44 = 487,73 кг

5.1.5 Масса ярма, кг,

М_я = 4 П_ф.я^. К_з ^. А ^.

_ст^. 10^-3 – 4 М_у,

Где П_ф.я – площадь поперечного сечения ярма, см²

М_я = 4^. 279 ^. 0,96 ^. 95 ^. 7,65 ^. 10^-3 – 4^. 34,44 = 640,85 кг

5.1.6 Масса стали магнитопровода, кг,

М_ст. = М_с + М_я + 6М_у = 487,73 + 640,85 + 6 ^. 34,44 = 1335,22.кг.

5.2 Расчет потерь холостого хода

В_с =1,65 Тл; В_я = В_с ^. П_ф.с / П_ф.я =

= 1,64 Тл

Среднее значение индукции в углах возьмем равным индукции в стержне

В_у = В_с = 1,64 Тл.

Из табл.9.2(1) находим значение удельных потерь и из табл.9.3(1) коэффициент увеличения потерь для углов с прямыми и косыми стыками:

Р_с =1,238 Вт/кг; Р_я = 1,260 Вт/кг; К_пр.= 2,61; К_к = 1,59.

5.2.1 Определим потери в магнитопроводе, Вт,

Р_о = К₁ (М_ср_с + М_яр_я + М_у

(К_прn _пр. + К_кn _к)),

Где К₁ – коэффициент, учитывающий добавочные потери в магнитопроводной системе;

n _пр. и n _к – числа углов с прямыми и косыми стыками.

Р_о = 1,1(487,73 ^. 1,238 +640,87 ^. 1,26 + 34,44 ^.

^. (2 ^. 2,61 + 4 ^. 1,59))= 2100,33 Вт

Потери получились меньше нормированных ГОСТ 11920-85 на

= -0,8%.

5.3 Расчет тока холостого тока

5.3.1 Средняя индукция в косом стыке, Тл,

В_к.з. = (В_с + В_я) / 2

= = 1,16 Тл

Из табл. 9.2(1) находим значение удельных намагничивающих мощностей стержней, ярм, прямого и косого стыков и из табл. 9.3(1) – коэффициенты увеличения намагничивающей мощности для углов с прямыми и косыми стыками:

q_с = 1,84 Вт/кг; q_я = 1,775 Вт/кг; q_к.з. =0,298 В^.А/см²; q_з.с. = 2,240 В^.А/см²;

q_з.я = 2,176 В^.А/см²; К^/_пр = 13,4; К_к = 2,48.

5.3.2 Полная намагничивающая мощность, ВА,

Q_x = К₂^/ (М_сq_с + М_яq_я + М_у

( n _пр К_пр^/ + n _кК_к^/) + n _з.яq_з.я ^. П_з.я +n _з.сq_з.сП_з.с + n з.к

^.q_к.з.) = 1,65(487,73 ^. 1,84 + 640,85 ^. 1,775 + 34,44 ^. (2 ^. 13,4 + 4 ^. 2,48) + 2 ^. 2,176 ^. 279 + 2,24 ^. 278 + 4 ^{. . .} 0,298) = 10942,81 В^.А.

5.3.3 Относительное значение тока холостого хода, %,

i₀ = Q_х / (10S) =

= 1,45%

5.3.4 Относительное значение реактивной составляющей тока холостого хода, %,

i_о,а = P_о / (10S) =

= 0,28%

5.3.5 Относительное значение реактивной составляющей тока холостого хода, %,

i =

= =14,8%

5.3.6 Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке, %,

= = = 98,3%.

6. Тепловой расчет трансформатора

6.1 Удельная тепловая нагрузка обмотки НН, Вт/м²

q_оНН = (21,4 ^. I_кат. ^.

_кат. ^{. .} К_д) / (К_зак. ^. Н_о^.n_пов.),

где I_кат. – ток проходящий через катушку, А;

_кат. – число витков в катушке;

К_д – коэффициент учитывающий добавочные потери;

n_пов – число теплоотдающих поверхностей

К_зак. – коэффициент закрытия.

К_зак. = 1 -

К_зак. = 1-

= 0,84

q_оНН =

= 2518,245 Вт/м²

6.2 Удельная тепловая нагрузка обмотки ВН, Вт/м²

К_зак. = 1- (2nВ /

(Д₂^/ +Д₂^//)) = 1-(2^. 4 ^. 8/ 3,14(37,7+93,7))= 0,85 Вт/м²

q_оВН =21,4 ^. 144,5 ^. 178 ^. 2,8 ^. 2,74/ 0,85 ^. 73,27 ^. 3 = 2260,166 Вт/м²

6.3 Привышение температуры обмоток ВН и НН над температурой масла, ^оС, табл. 10.3 (1)

_омНН = 0,159 ^.q_оНН^0,7 = 0,159 ^. 2518,24^0,7 = 38,2^оС

_омВН = 0,159 ^.q_оВН^0,7 = 0,159 ^. 2260,17^0,7 = 35,4^оС.

6.4 Находим ширину бака, см

В_б = Д^//₂ +2а_об,

Где Д^//₂ – наружный диаметр обмотки;

а_об - изоляционное расстояние от внешней обмотки до стенки бака, принимаем 6см, по табл.10.7 (1),

В_б = 93,7 + 2 ^. 6 = 105,57 см, принимаем 106 см.

6.5 Определим длину бака,см

А_б = 2А + В_б,

Где А – расстояние между осями стержней магнитопровода, см,

А_б = 2 ^. 95 + 106 = 296 см.

6.6 Определим глубину бака, см

Н_б = Н + 2 h_я + h_{я кр} ,

Где Н – высота окна, см;

h_я – высота ярма, см;

h_{я кр} – сумма расстояний от магнитопровода до дна и крышки бака, принимаем 20см по табл.10.7 (1)

Н_б = 78,57 + 2 ^. 17,5 +20 = 133,57 см.

6.7 Поверхность гладкого овального бака и крышки, м²

П_б = (2(А_б – В_б) + πВ_б) = (2(296 – 106) + 3,14 ^. 106) = 9,5 м²

6.8 Определяем допустимое среднее превышение температуры масла над воздухом из условия, чтобы температура наиболее нагретой катушки обмоток превышала темтературу воздуха не более, чем допускает ГОСТ 11677-85, т.е

_м = 65⁰С - _о.м = 65 – 38,2 = 26,8^оС

6.9 Для этого превышения температуры, определяем превышение температуры в верхних слоях масла

_мВВ = 1,2 _мВ + _м , где _м – поправка, _м = (а_ц – 0,48) / 0,03,

а_ц – отношение высоты центра потерь (активной части) высота центра охлаждения бака.

а_ц = Н_n / Н_охл. = (Н + h_я)/(2Н_б – Н _о.р – 30) =

= 0,75

_м = = 9^оС _мВВ = 1,2 ^. 26,8 + 9 = 41,2 41^оС