Расчет трансформатора

Так как условие 1,2×q_М.В. <60 ⁰С выполняется, то перепад температур ‘’бак – воздух’’ считаем по формуле:

                                                                                      (5.16)

Перепад температур ‘’масло-бак’’ q_М.Б. принимаем равным 6⁰С,

Необходимая поверхность  конвекции, м²:

                                                    (5.17)                       

 

5.5. Окончательный тепловой расчет

 Радиатор  состоит  из двух прямоугольных  коллекторов, в которые ввариваются  своими верхними и нижними концами трубы. Радиатор своими фланцами присоединяется к баку трансформатора. Оси коллекторов располагаются тангенциально по отношению к поверхности стенки бака.

 

 

 

Первоначально определяем возможное расстояние между патрубками радиатора, мм:

                        A < H-340                                                                                     (5.18)

                        A <2315-340 ,   A <1975 мм

 

Из таблицы 6.2 [5], выбираем  двойной радиатор с гнутыми трубами и обдувом, имеющий следующие параметры:

A = 1880 мм;

               П_{К. ТР.}=22,9 м2 - поверхность охлаждения одного охладителя  с учетом поверхности коллекторов; П _КК=0,66.

                G_М.РАД =286 кг - масса масла в радиаторе с учётом обдува.

 

Приблизительное количество радиаторов:

                                                                                                    (5.19)

где  k_Ф.ТР. – коэффициент формы, выбираем из [5], k_Ф.ТР. =2,24.

 

                                                 

 

 

 

Полная поверхность  конвекции, м²:

                           ,                                 (5.20)

                        

Поверхность излучения  бака с навесными радиаторами, м²:

                         ,                                                              (5.21)

где  L_ПЕР – периметр по контуру крайних точек радиаторов, мм: L_ПЕР =12019 мм.

Среднее превышение температуры  стенки бака над температурой окружающего воздуха, ⁰С:

                  

Рисунок 5.2 – Эскиз трансформатора с радиаторами

 

L_пер = 1387 4+915 2+1630 2 = 10638 мм.

 

                                                    ( 5.22)

                      

                

 

Перепад температур ‘’масло-бак’’, ⁰С:

                                                                (5.23)

где  k₁ = 0,9

                       

                         

Превышение температуры  масла в верхних слоях над  температурой окружающего воздуха, ⁰С:

                                               (5.24)     

Cогласно ГОСТ 11677-85 q_М.В.В должна быть не более 60⁰С.

Превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха, ⁰С:

                                   ,                                        (5.25)

- для обмотки НН:

- для обмотки ВН:

Cогласно ГОСТ 11677-85 q_O.В. не должна превышать 65⁰С⁺-5°C

 

 

6. Расчёт весовых данных трансформатора

 

Масса стали, голого и  изолированного проводов была определена выше. Сумма их составляет массу активной части, кг:

 

 

 

                                                                     (6.1)

                   

Масса бака складывается из массы стенок, крышки и дна, кг:

                    ,                                                (6.2)

где  d_Б – толщина стенок бака, принимаем 5 мм;

         g_Б - плотность металла бака, g_Б = 7850 кг/м³;

Для определения массы  масла необходимо найти объем  бака и объем, занятый активной частью (сердечником).

Объем овального бака, м³:

                    ,                                           (6.3)

                  

Объем активной части, приближенно, м³:

                                                                                                    (6.4)

где  g_А.Ч. - плотность активной части, для алюминиевых обмоток g_А.Ч. = 5250 кг/ м³.

                    м³

Масса масла в баке, кг:

                     ,                                                               (6.5)

где  g_М – плотность масла, 900 кг/ м³.

                    кг

Масса масла в расширителе, кг:

                                                                                           (6.6)

                    кг

Полная масса масла, кг:

                                                            (6.7)

                    кг

 

 

 

 

 

Заключение

 

В ходе проделанной работы был спроектирован трансформатор  мощностью 4000 кВА. Выбраны  и рассчитаны: катушечные обмотки для высокого и низкого напряжения, так как  она является универсальной, марка стали 3407 с толщиной листа 0,30, считается, что это дорогостоящая сталь, но  она оправдывает затраты: небольшие потери, большой срок эксплуатации. Произведен тепловой расчет и выбор радиаторов, расчет всех электрических параметров и потерь.  Параметры трансформатора удовлетворяют требованиям задания со следующими отклонениями:

• напряжение короткого замыкания – 7,719%
• потери короткого замыкания -  0,242%
• потери холостого хода – 6,36%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1.Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. М., Энергоатомиздат, 1986. – 528c.

2.Беляев В.П., Козлов. В.Н.  Расчет основных размеров и  обмоток трансформатора / Омский ин-т инж. ж.д. трансп. Омск, 1988.

3.Беляев В.П., Козлов. В.Н.  Расчет магнитопровода и системы  охлаждения трансформатора / Омский ин-т инж. ж.д. трансп. Омск, 1988.

4.Беляев В.П., Козлов. В.Н.  Альбом по конструкции трансформаторов  / Омский ин-т инж. ж.д. трансп. Омск, 1988.

5.Беляев В.П.,  Авилов  В.Д. Расчет основных размеров  трансформатора распределительных сетей /  ОмГУПС. Омск, 2002.