Расчет основных электрических величин и размеров трансформатора. Определение параметров короткого замыкания и магнитной системы исследуемого устройства. Тепловой расчет трансформатора: обмоток, бака, а также превышений температуры обмоток и масла.
Аннотация к работе
Трансформаторы комплектуются: - маслоуказателем, для контроля уровня масла в баке; - термометр типа «ТКП» (для трансформаторов, мощностью 1000 КВА и более); - газовое реле, для визуального контроля выделившегося газа, а также для отбора пробы масла (для трансформаторов, мощностью 1600 КВА и более); - устройством, для перекатки в продольном и поперечном направлении (для трансформаторов, мощностью 1000 КВА и более); - по требованию заказчика, зажимами контактными, для подключения трансформатора, со стороны низшего напряжения. Изоляцию каждой обмотки от других обмоток и от заземленных частей называют главной изоляцией.
Введение
Трансформатор - это статическое электромагнитное устройство с двумя или большим числом индукционно связанных обмоток, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока, в том числе для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения.
В трансформаторах предусмотрена возможность регулирования напряжения - 5 ступеней с диапазоном регулирования ±2х2,5% от номинального. Вид регулирования - ПБВ (переключение без возбуждения). Переключение трансформатора на другую ступень регулирования производится в отключенном состоянии. Трансформаторы комплектуются: - маслоуказателем, для контроля уровня масла в баке; - термометр типа «ТКП» (для трансформаторов, мощностью 1000 КВА и более); - газовое реле, для визуального контроля выделившегося газа, а также для отбора пробы масла (для трансформаторов, мощностью 1600 КВА и более); - устройством, для перекатки в продольном и поперечном направлении (для трансформаторов, мощностью 1000 КВА и более); - по требованию заказчика, зажимами контактными, для подключения трансформатора, со стороны низшего напряжения.
1. Расчет основных электрических величин трансформатора
Мощность одного стержня (фазы) трансформатора, КВ·А, , где SH - номинальная полная мощность, КВ·А;
т - число фаз трансформатора.
Номинальный линейный ток обмоток НН и ВН трехфазного трансформатора, А, , , трансформатор обмотка магнитный электрический где UBH, UHH - номинальные линейные напряжение обмоток, КВ, SH в КВ·А.
Фазные токи, А, напряжения, В, для обмоток НН и ВН трехфазного трансформатора при соединении обмоток в «треугольник», , .
Для определения размеров главной изоляции выбираем испытательные напряжения обмоток: НН (0,4 КВ) -
ВН (35,0 КВ) -
2. Расчет основных размеров трансформатора
2.1 Выбор материала и конструкции магнитной системы
Магнитопровод собирается из рулонной, холоднокатаной анизотропной электротехнической стали марки 3404 с толщиной 0,3 и коэффициентом заполнения стали КЗ= 0,96.
Выбираем план шихтовки магнитопровода:
Рисунок 2.1 - Схема шихтовки магнитопровода
По таблице 2.1 /1/ определяем число ступеней и коэффициент заполнения сталью ККР: · - номинальная полная мощность трансформатора;
· - ориентировочный диаметр стержня;
· Число ступеней с прессующей пластиной 7;
· коэффициент заполнения круга.
Коэффициент заполнения сталью площади круга, описанного вокруг ступенчатой фигуры сечения стержня
.
Рекомендуемая индукция в стержнях трансформатора, Тл,
2.2 Выбор материала и конструкции обмотки
Для обмотки трансформатора используем провод марки ПБ, изолированный лентами кабельной бумаги класса нагревостойкости А (105 ?С).
В соответствии с номинальной мощностью, напряжением и током одного стержня выбираем по таблице 2.5 /1/ тип обмотки НН и ВН.
НН: · Винтовая одно-, двух- и многоходная из провода прямоугольного сечения;
· материал обмоток: медь;
ВН: · Цилиндрическая многослойная из провода прямоугольного сечения;
· материал обмоток: медь
Стержни и ярма плоской стержневой магнитной системы в поперечном сечении имеют форму ступенчатой фигуры, составленной из пакетов пластин стали.
Рисунок 2.2 - Основные размеры трансформатора, мм
2.3 Определение размеров главной изоляции обмоток
В масляных трансформаторах части изоляционных промежутков, не занятые твердым диэлектриком, заполнены жидким диэлектриком - трансформаторным маслом. Изоляцию каждой обмотки от других обмоток и от заземленных частей называют главной изоляцией.
Минимальное изоляционное расстояние обмоток НН: · Мощность трансформатора SH = 1000КВ·А;
· Испытательное напряжение НН Uисп= 5КВ;
· НН от ярма l01= 50 мм;
· НН от стержня?01 = 4 мм; АЦ1= 6 мм; а01= 15 мм; LЦ1=18 мм.
Минимальное изоляционное расстояние обмоток ВН: · Мощность трансформатора SH = 1000КВ·А;
· Испытательное напряжение ВН Uисп = 85,0КВ;
· ВН до верхнего ярмаl0//= l02= 75 мм;?ш= 2 мм;
· ВН до нижнего ярмаl0/= l02 45 = 75 45 = 120 мм;
· Между ВН и ННА12 = 27 мм;?12 = 5 мм;
· Выступ цилиндра LЦ2 = 50 мм;
· Между ВН и ВНА22= 30 мм;?22 = 3 мм;
Толщина нормальной витковой изоляции провода прямоугольного сечения марки ПБ при испытательном напряжении Uисп = 5 - 85 КВ 2? = 0,5 мм.
2.4 Определение диаметра стержня и высоты обмоток
На диаметр стержня магнитной системы влияют: 1. Ширина приведенного канала рассеяния, мм,
Где а12 - изоляционный промежуток между обмотками ВН и НН;
второе слагаемое - суммарный приведенный радиальный размер (приведенная ширина) обмоток ВН и НН, мм, где S/ - мощность трансформатора на один стержень, КВ·А;
k= 0,617 - коэффициент, определяемый в зависимости от мощности, материала обмоток и напряжения обмотки ВН.
2. Коэффициент ? - отношение средней длины окружности канала между обмотками к высоте обмотки
.
Диаметр стержня предварительно, м, где S/ - мощность трансформатора на один стержень, КВ·А;
АР - ширина приведенного канала, мм;
KP = 0,95 - коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному;
Полученное значение w1 округляют до ближайшего целого числа, находят напряжение (ЭДС) одного витка, В,
и действительную индукцию в стержне, Тл,
Расчет винтовой обмотки
Осевой размер (высота) одного витка одноходовой обмотки с радиальными каналами, мм, .
Здесь высота обмотки l1вм; HK - осевой размер охлаждающего канала между витками, мм. Обычно HK = 0,1 а1, но не менее 4 мм.
Минимальное число параллельных проводов в двухходовой обмотке - восемь. В обмотках с радиальными охлаждающими каналами между всеми витками и ходами значение большего из двух размеров провода прямоугольного сечения b, мм для одноходовой обмотки: , , .
ЗДЕСЬHK1 - осевой размер охлаждающего канала, мм; 2? - двусторонняя толщина изоляции провода в мм. По условиям охлаждения при допустимом уровне добавочных потерь размер провода b, мм,
, , .
Здесь КЗ - коэффициент, учитывающий закрытие изоляционными деталями части охлаждаемой поверхности обмотки; для винтовых обмоток КЗ=1,0;
q - плотность теплового потока; числовой коэффициент для медного провода k2 = 10,7;
JCP - плотность тока в обмотке, А/мм2.
Радиальный размер a1 обмотки, мм,
Здесь a/ - меньший размер провода, мм; NB1 - число параллельных проводов витка; NX - число ходов обмотки.
Предельное значение радиального размера обмотки определяют из условия охлаждения для катушки с плотным прилеганием витков без охлаждающего канала, мм, , , .
Размеры провода, мм, ПБ
Полное сечение витка обмотки, мм2,
где ППР - сечение одного провода, мм2;
Реальная плотность тока в обмотке, А/мм2,
Осевой размер (высота) , м, опрессованной после сушки трансформатора одноходовой обмотки с радиальными каналами через все хода,
Здесь коэффициент k = (0,94 - 0,96) учитывает усадку межкатушечных прокладок после сушки и опрессовки обмотки.
Полученный результат не превышает более чем на (5-7)% предварительно рассчитанное значение l1.
Внутренний диаметр обмотки, м, , где DH - нормализованный диаметр стержня в м;
а01 - ширина канала между обмоткой и стержнем в мм.
Наружный диаметр обмотки, м, .
Плотность теплового потока q, Вт/м2, на поверхности двухходовой обмотки без канала между ходами,
.
Здесь коэффициент k = 10,7; J1 - плотность тока в обмотке НН ВА/мм2;
ІФ1 - фазный ток обмотки НН в А; число витков в одном ходе WK = 0,5 для двухходовой обмотки; КД - коэффициент, учитывающий добавочные потери (КД = 1,05); КЗ - коэффициент, учитывающий закрытие охлаждаемой поверхности обмотки изоляционными деталями (КЗ =0,75); а и b-размеры провода без изоляции в мм;
а" и b"-размеры провода в изоляции в мм; а1-радиальный размер обмотки в мм; ПВ1 - число параллельных проводов витка; ПХ-число ходов обмотки.
Полученное значение qне превышает 1400 Вт/м2.
3.2 Расчет обмоток ВН
Выбираем по мощности и номинальному напряжению, с учетом типа и схемы соединения обмоток ВН схему регулировочных ответвлений представленную на рисунке 3.1
Рисунок 3.1 - Схемы регулировочных ответвлений в обмотках ВН
Число витков ВН при номинальном напряжении, .
Число витков на одной ступени регулирования, .
Предварительно плотность тока в обмотке ВН, А/мм2, .
Сечение витка обмотки ВН, мм2, .
Расчет многослойной цилиндрической обмотки из провода прямоугольного сечения
Суммарный радиальный размер проводов обмотки, необходимый для получения полного сечения всех витков обмотки ВН, мм,
ГДЕКОС - коэффициент, учитывающий изоляцию провода в осевом направлении обмотки, примерно равный 0,93;
-полное сечения витка;
- число витков обмотки;
- число витков на одной ступени.
Предельно допустимый радиальный размер обмотки по условиям охлаждения, мм,
Размеры провода
Реальное сечение витка, мм2,
где ППР - сечение одного провода (/1/ с. 12), мм2.
Реальная плотность тока в обмотке НВ, А/мм2,
Число витков в слое
, где - длина обмотки ВН, м;
- размер провода в изоляции;
Число слоев в обмотке
, Рабочее напряжение двух слоев обмотки, В, , где - напряжение витка.
Радиальный размер обмотки с экрана, мм, где - размер провода;
Внутренний диаметр обмотки, м, где - минимальный радиальный размер осевого канала.
Наружный диаметр обмотки, м, где - внутренний диаметр обмотки;
- радиальный размер обмотки в мм.
Поверхность охлаждения, ,
где - коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности обмотки изоляционными деталями, равный 0,8;
n - число концентрических катушек обмотки ВН.
Средний диаметр, м,
Масса металла, кг, где k= 84 для медного провода;
П2 - сечение одного витка, мм2.
Основные потери, Вт,
Коэффициент, учитывающий заполнение высоты обмотки материалом провода для обмоток из прямоугольного сечения где BПР - размер провода прямоугольного сечения в осевом направлении обмотки, мм;
т=nkat - число проводников в осевом направлении обмотки;
l2 - высота обмотки, м;
KP= 0,93 - коэффициент приведения поля рассеяния.
Коэффициент, учитывающий добавочные потери в обмотке ВН
.
Плотность теплового потока, Вт/ ,
где Росн - основные потери в обмотке НН, Вт;
КД2 - коэффициент, учитывающий добавочные потери. Полученное значение q= <1400 Вт/м2, что допустимо.
4. Определение параметров короткого замыкания
4.1 Определение потерь короткого замыкания
Средний диаметр обмоток НН и ВН соответственно, м, где - соответственно внутренние и наружные диаметры обмоток НН и ВН, м, найденные в разделе 3.
Масса металла обмоток НН и ВН соответственно, кг, где k= 84 для медного провода;
П1, П2 - сечения витков обмоток НН и ВН, мм2.
Основные потери в обмотках НН и ВН соответственно, КВТ,
где k= 2,4 для медного провода;
J1, J2 - реальная плотность тока, А/мм2, в обмотках НН и ВН.
Масса металла обмотки ВН с учетом витков верхних ступеней регулирования, кг,
Полная масса металла обмоток трансформатора, кг,
Коэффициенты, учитывающие заполнение высоты обмотки материалом провода для обмоток из прямоугольного сечения НН и ВН соответственно
ГДЕBПР - размер провода прямоугольного сечения в осевом направлении обмотки, мм;
т - число проводников в осевом направлении обмотки;
l-высота обмотки, м;
KP= 0,98 - коэффициент приведения поля рассеяния.
Коэффициенты, учитывающие добавочные потери в обмотке НН и ВН, соответственно где k=0,095 - коэффициент для проводов прямоугольного сечения из меди;
АПР - размер провода прямоугольного сечения в радиальном направлении (поперек) обмотки, мм;
n-число проводников в радиальном направлении обмотки. Число nравно произведению числа витков параллельных проводов в витке для катушечных обмоток.
Общая длина отводов, для соединения обмоток в «звезду», м, где l - длина соответствующей обмотки, определяемая в разделе 3, м.
Масса металла отводов обмотки НН или ВН, кг, где LOTB - длина отводов, м;
ПОТВ - сечение, мм2;
g = 8900 кг/м3плотность материала обмоток для меди.
Основные потери, соответственно в отводах НН и ВН, Вт,
гдек= 2,4 - для медных проводов обмоток;
J1и J2 - плотности тока в обмотках НН и ВН, А/мм2;
GOTB1 и СОТВ2 - масса отводов, кг.
Потери в стенках бака и других стальных деталях трансформатора, Вт,
Для определения реактивной составляющей напряжения короткого замыкания необходимо рассчитать ряд коэффициентов. Числовой коэффициент, , где l - наибольшая высота обмотки НН или ВН, м;
d12 - средний диаметр канала между обмотками, м, .
Ширина приведенного канала рассеяния, мм, ,
где а12 - ширина канала между обмотками по таблице 2.3 в мм;
а1, а2 - радиальные размеры обмоток НН и ВН в мм;
Коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеального вследствие конечной высоты обмоток, , .
В непрерывной катушечной обмотке регулировочные витки расположены в середине высоты обмотки ВН
.
Коэффициент, учитывающий взаимное расположение обмоток НН и ВН
.
Здесь размеры lx и ар в мм; m = 0,75;
l1 - высота обмотки НН, м. kq находится в пределах от 1,01 до 1,06.
Значение ик, не отличается от ик в задании на проектирование трансформатора более чем на ±5%.
4.3 Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток при коротком замыкании
Действующее значение установившегося тока короткого замыкания в обмотке НН или ВН, А, , .
Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания, А, , , где KM - коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока короткого замыкания, .
Радиальная сила, действующая на обмотку ВН, Н,
Осевую силу FOC /, Н, определяют по формуле
.
Здесь расстояние от стержня магнитопровода до стенки бака трансформатора, м, . где D//2, - наружный диаметр обмотки ВН в м;
DH - нормализованный диаметр стержня трансформатора в м;
S5 - расстояние от обмотки ВН до стенки бака, м.
Максимальное значение сжимающей силы в обмотке Fсж и действующее на ярмо силы Fя
, Напряжение сжатия на опорных поверхностях, МПА, , Здесь п - число прокладок по окружности обмотки, равное числу реек = 4; а - радиальный размер обмотки, мм; b - ширина опорной прокладки, 50 мм.
Сила, сжимающая внутреннюю обмотку, Н,
.
Напряжение сжатия в проводе внутренней обмотки, МПА, .
Для обеспечения стойкости этой обмотки при воздействии радиальных сил рекомендуется не допускать ?СЖ.Р в медных более305 МПА.
Температура обмотки через ТК секунд после возникновения короткого замыкания, °С, ,
Здесь TK - наибольшая продолжительность короткого замыкания на выводах масляного трансформатора, (4 сек); k - коэффициент, равный 12,5 для медных проводов обмоток; ИК - напряжение короткого замыкания, %; J - плотность тока в рассматриваемой обмотке, А/мм2; ?H - начальная температура обмотки, принимаемая равной 90°С. ?K ? 250°С для медного провода обмоток.
5. Расчет магнитной системы трансформатора
5.1 Определение размеров и массы магнитной системы
Таблица 5.1 Ширина пластин а и толщина пакетов b, мм, стали магнитопроводов. Обозначения: d - диаметр стержня, АЯ - ширина крайнего наружного пакета ярма; NЯ - число ступеней в сечениях стержня и ярма, KKP - коэффициент заполнения круга для стержней d, м Без прессующей пластины Ярмо Размеры пакетов a?b, мм, в стержне NC KKP NЯ АЯ 1 2 3 4 5 6 7
Таблица 5.2 - Площади сечения стержня ПФС, ярма ПФЯ и объем угла VY шихтованной магнитной системы без прессующей пластины d, м Без прессующей пластины
ПФС, см2 ПФЯ, см2 VY, см3
0,24 407.9 409.5 8274
Активное сечение стержня ПС и ярма ПЯ, м2, , .
Здесь площади сечений ПФС и ПФЯ в см2 по таблице 5.2; КЗ - коэффициент заполнения сталью (КЗ = 0,96).
Длина стержня трансформатора, м, .
Здесь l2 - высота обмотки ВН, м; I0/, I0// - расстояния от обмотки ВН соответственно до верхнего и нижнего ярма, мм.
Расстояние между осями соседних стержней, м, .
Масса стали угла при многоступенчатой форме сечения, кг, , где VY - объем угла магнитной системы, см;
GYT = 7650 кг/м3 - плотность трансформаторной стали.
Масса стали двух ярм трехфазного трансформатора, кг, , где С - расстояние между осями стержней, м; ПЯ - сечение ярма в м.
Масса стали стержней, кг,
Здесь ПС - активное сечение стержня, м; плотность трансформаторной стали GCT = 7650 кг/м3; длина стержня LC в м; а1Я - ширина среднего пакета стали ярма, мм, равная а1С.
Полная масса магнитной системы трансформатора, кг, .
5.2 Определение потерь холостого хода трансформатора
Магнитопровод из электротехнической стали марки 3404 с толщиной 0,3.
Магнитная индукция в стержне ВС и ярме ВЯ, , .
Потери холостого хода в магнитопроводе стержневого типа, Вт,
Здесь коэффициенты КПУ = 10,45 и КПД = 1,15; удельные потери в стержне РС и ярме РЯ [Вт/кг]; массы стержней GC, ярм GЯ и угла GY магнитопровода в кг.
Полученное значение потерь холостого хода РХ не превышает заданного более чем на 7,5%.
5.3 Определение тока холостого хода трансформатора
Активная составляющая тока холостого хода, %, .
Увеличение намагничивающей мощности учитывают следующими коэффициентами: 1 k/ТД - коэффициент, учитывающий влияние резки рулона стали на пластины и срезания заусенцев. k/ТД =1,2.
2 k//ТД - коэффициент, учитывающий форму сечения ярма, способ прессовки стержней и ярм магнитной системы, расшихтовку и зашихтовку верхнего ярма при насадке обмоток. При мощностях трансформаторов от 1000 до 6300 КВ·А k//ТД =1,07.
3 КТУ - коэффициент, учитывающий увеличение намагничивающей мощности в углах магнитной системы КТУ = 42,45.
4 КТПЛ - коэффициент, учитывающий увеличение намагничивающей мощности в углах магнитной системы в зависимости от ширины пластины второго пакета а2, КТПЛ = 1,21.
Полная намагничивающая мощность, КВ·А,
Здесь GC, GЯ, GY - массы стали стержней, ярм и угла магнитопровода, кг; QC, QЯ - удельные намагничивающие мощности для стали стержней и ярм А/кг; NЗПР = 2, ПЗКОС = 4 - число прямых и косых стыков пластин стали ярм и стержней; QЗПР, QЗКОС - удельная намагничивающая мощность для зазоров, В·А/м; ПЗПР, ПЗКОС - площадь зазора (стыка) соответственно для прямых и косых стыков, м2.
Для косых стыков с углом резки пластин 45° площадь зазора, м2, и индукция в стыке, Тл
, .
Реактивная составляющая тока холостого хода, %, .
Полный ток холостого хода, %, .
Полученное значение тока холостого хода не превышает заданного значения.
Коэффициент полезного действия трансформатора, о.е., ,
6. Тепловой расчет трансформатора
6.1 Тепловой расчет обмоток
Внутренний перепад температуры в обмотках с радиальными охлаждающими каналами практически равен перепаду в изоляции одного провода, °С, , .
Средняя теплопроводность обмотки из провода прямоугольного сечения, Вт/(м·°С).
Средняя условная теплопроводность обмотки без учета междуслойной изоляции, Вт/(м·°С).
Здесь q - плотность теплового потока, Вт/м2, на поверхности рассматриваемой обмотки, определяемая в разделе 3; ? - толщина изоляции провода на одну сторону, мм; ?ИЗ - теплопроводность изоляции провода, ?ИЗ = 0,17 Вт/(м·°С).
Средний внутренний перепад температуры обмотки, °С,
, .
Перепад температуры на поверхности винтовых и катушечных обмоток с радиальными каналами, °С, ,
Здесь k1 - коэффициент, учитывающий затруднение конвекции масла в каналах внутренних обмоток; k1 = 1,1 для обмоток НН и k1 = 1,0 для обмоток ВН; k2 - коэффициент, учитывающий влияние относительной ширины радиального охлаждающего канала на конвекцию масла.
Среднее превышение температуры обмотки над средней температурой охлаждающего масла, °С, , .
6.2 Тепловой расчет бака трансформатора
Возьмем бак с навесными радиаторами с прямыми трубами.
S1 - изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН (внешней) до собственной обмотки и равное ему расстояние S2 от этого отвода до стенки бака, S1 = 45 мм;
d1 - диаметр изолированного отвода ВН при классах напряжения до 85 КВ включительно, d1 = 20 мм при мощностях до 1000 КВ·А;
S3 - изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН, S3 = 45 мм;
d2 - диаметр изолированного отвода обмотки НН, мм, равный d1 при напряжении обмотки НН 3,15 КВ и более, или размер неизолированного отвода НН (шины), равный (10-15) мм при напряжение обмотки до 1 КВ d2 = 10 мм;
S4 - изоляционное расстояние от отвода НН до стенки бака, S4 = 45 мм;
S5 - принимают равным S3 при испытательных напряжениях до 85 КВ или определяют по формуле S5 = S3 d2 S4, S5 = 40 мм.
Минимальные ширина В и длина А бака трехфазного трансформатора классов напряжения 6, 10 и 35 КВ (рисунок 6.1), м, где D2// - наружный диаметр обмотки ВН в м;
С - расстояние между осями стержней в м;
Высота активной части трансформатора, м, .
Здесь LC - высота стержня магнитопровода, м; HЯ - высота ярма магнитной системы, равная ширине центрального пакета стали ярма а1Я, в м; n - толщина подкладки под нижнее ярмо, в мм (п = 30-50 мм).
Глубину бака, м, определяют по высоте активной части НАЧ и расстоянию НЯК от верхнего ярма до крышки бака,
.
Здесь НАЧ - высота активной части трансформатора м; НЯК - минимальное расстояние от верхнего ярма до крышки бака, необходимое для установки и крепления вводов, переключателя регулирования напряжения, НЯК = 0,85 м.
Рисунок 6.1 - Основные размеры бака, мм
Поверхность излучения для овального бака приближенно, м2,
Здесь А, В, Н - размеры бака, м; k - коэффициент учитывающий отношение периметра поверхности излучения к поверхности гладкой части бака и приближенно равный 1,5 - 2,0 - для бака с навесными радиаторами.
Среднее превышение температуры масла, омывающего обмотки, над воздухом должно быть не более, °С,
, где ?ОМСР - большее из двух значений, подсчитанных для обмоток ВН и НН.
Среднее превышение температуры бака над воздухом,°С, .
Полученное значение удовлетворяет неравенству
°С, °С, 58,73°С ? 60°С.
Предварительное значение поверхности конвекции бака, м2, .
Бак с навесными радиаторами
В трансформаторах мощностью от 100 до 6300 КВ·А используют радиаторы с прямыми вертикальными трубами овального сечением с размерами овала 72х20 мм и толщиной стенки труб 1,5 мм.
Таблица 6.2 - Основные данные трубчатого радиатора
Размер А, м Поверхность ПКТР, м2 Масса, кг стали масла
Двойной радиатор
1,412 4,333 53,94 46
ПКК = 0,34 м2 - поверхность конвекции двух коллекторов при двух рядах труб. Минимальное расстояние осей фланцев радиатора от нижнего и верхнего срезов бака с1 и с2 соответственно 0,17 и 0,17 м.
При подборе радиаторов следует определить по высоте бака Н основной присоединительный размер А (расстояние между осями патрубков или центрами фланцев коллекторов радиатора). Размер А определяют из неравенства
Определив размер А, следует выбрать радиатор по таблице 6.2 и определить поверхность конвекции радиатора, приведенную к поверхности гладкой стенки, м2
, где КФ - коэффициент, учитывающий улучшение теплоотдачи конвекцией радиатора по сравнению с вертикальной, гладкой стенкой; для радиаторов с прямыми трубами КФ = 1,4.
Необходимая поверхность конвекции всех радиаторов трансформатора, м2, , где ПК/ - необходимая поверхность конвекции, м2;
ПКГЛ - поверхность конвекции гладкого бака, м2,
Здесь А, В, Н - размеры бака (рисунок 6.1), м, ПКР - поверхность крышки бака, м2; 0,5 - коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности крышки вводами ВН и НН и различной арматурой.
Поверхность крышки, овального бака, м, .
Необходимое по условиям охлаждения число радиаторов, .
Фактическая поверхность конвекции бака с навесными радиаторами, м2, .
Поверхность излучения бака с навесными радиаторами, м2,
6.3 Расчет превышений температуры обмоток и масла
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха, °С, ,
где РХ, РК - потери холостого хода и короткого замыкания, Вт;
ПК, ПИ, - фактические поверхности конвекции и излучения, м2.
Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой стенки бака, °С, .
Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха, °С, .
Превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха подсчитывают отдельно для обмоток НН и ВН,°С, , .
Превышения температуры обмоток и масла в верхних слоях над окружающим воздухом согласно ГОСТ 11677-85 не превышают допустимые величины
Список литературы
трансформатор обмотка магнитный электрический
1. Проектирование трансформаторов: Учебное пособие по курсовому проектированию/ Сост. Встовский А.Л., Встовский С.А.; Силин, Л.Ф. КГТУ. Красноярск, 2000. 112 с.