Проектирование трансформатора (стр. 3 из 3)
Рисунок 5 – Зависимость КПД рассчитываемого трансформатора от величины нагрузки при коэффициенте мощности 0,8 (индуктивный)
5. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА
Определение геометрических размеров бака
5.1 Общая высота магнитопровода трансформатора
(5.1) 
м.5.2 Внешний диаметр обмотки ВН
(5.2) 
42 + 2(2 + 6,798 + 2+8,856) = 81,30 см.5.3 Общая длина магнитопровода трансформатора с обмотками
+ 2(2 + 6,798 + 2 + 8,856) = 247,527 см. (5.3)5.4 Габаритные размеры активной части трансформатора
(5.4) 
=115,6∙247,5∙81,3 см.5.5 В соответствии с таблицей 10 высота бака равна
(5.5) 
115,6 + 95 =210,6 см.5.6 Расстояние от обмотки ВН до стенки бака с широкой стороны в соответствии с рекомендациями
15 см
115/35 = 49 см.5.7 Расстояние от обмотки ВН до округленной части бака
49/2 = 24,5 см.
5.8 Длина бака = 247,5 + 49 = 296,5 см.
5.9 Ширина бака = 81,3 + 49
2 = 179,3 см.5.10 Площадь боковой поверхности бака
(периметр бака) (5.10) 
3,472(0,583 2 + π 1,79) = 23,563 м2.5.11 Площадь поверхности верхней крышки
м2. (5.11)При определении площади охлаждения радиаторов (таблица 12) подходит размер А = 2000 мм (так как высота бака 210,6 мм). На нашем баке можно разместить до 10 радиаторов, что было проверено на предварительном эскизе системы охлаждения. Выбираем количество радиаторов (
), равное 7.5.12 Общая площадь поверхности охлаждения в этом случае равна:
(5.12) 
7∙18,9 + 23,563 + 0,75∙3,56 = 158,533 м2.5.13 Удельные потери в трансформаторе
, (5.13) 
Вт/м2.5.14 Средний перегрев масла
, ˚С. (5.14)5.15 Отношение центров высот для определения поправки по таблице из литературы
Центр потерь
= 115,6/2=57,8 см.Центр бака 247,5/2 = 123,75 см.
Отношение 57,8/123,75 = 0,47. Для этой величины поправка приблизительно равна 2,8 ˚С.
5.16 Максимальная температура верхних слоев масла:
(5.16) 
˚С.Полученная величина меньше допустимой 60˚С, поэтому расчет считаем оконченным.
В последние годы отечественное трансформаторостроение продолжало увеличивать выпуск силовых трансформаторов, с одновременным расширением шкал мощностей и напряжений. Мощность трехфазного трансформатора в одной единице достигло 1000 МВА, высшее напряжение трансформатора 1150 кВ. Проектируются и выпускаются заводами серии трансформаторов с новыми конструкциями магнитных систем, обмоток и систем охлаждения. Совершенствуется технология производства трансформаторов. Развиваются работы по исследованию полей рассеяния, добавочных потерь в трансформаторах, механических сил при коротких замыканиях, систем охлаждения и др. Разрабатываются новые методы расчета различных параметров трансформаторов с широким использованием находящихся в распоряжении научных учреждений и заводов средств вычислительной техники, новых программных продуктов.
В последние время ведутся работы по исследованию магнитного поля рассеяния и электрического поля трансформатора. В результате этих исследований разрабатываются методы расчета добавочных потерь в обмотках и конструктивных сталях трансформатора и методы расчета механических сил на основе расчета поля рассеяния, а также расчета изоляции трансформатора на основе расчета электрического поля. Расчетные методики для этих явлений отличаются большой сложностью, как правило, требуют применения средств вычислительной техники и новейших программных продуктов, позволяющих проводить расчеты численными методами, в частности, методом конечных элементов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов/ И. П. Копылов, Ф. А. Горяинов, Б. К. Клоков и др.; под ред. И. П. Копылова. – М.: Энергия, 1980. – 496 с., ил.
2 Расчет трансформаторов: Учеб. пособие для вузов/ Тихомиров П. М. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 528 с.: ил.
3 Проектирование силовых трансформаторов для автоматизированных систем электроснабжения: учеб. пособие / А. В. Кононенко, Д. А. Тонн. Воронеж: ГОУВП "Воронежский государственный технический университет", 2007. – 126 с.