Расчёт и проектирование силовых трансформаторов

20 [3]; по табл. 20 [3].ОтклонениеАктивная составляющая тока холостого хода, %,Удельные намагничивающие потеритабл. 19 [3]:–по индукции в стержнях–по индукции в ярмеУдельные намагничивающие мощности –по средней индукции в косом стыке –по индукции в стержне для прямого стыка стержня –по индукции в ярме для прямого стыка ярма Коэффициенты, учитывающие увеличение намагничивающей мощности в углах с прямыми и косыми стыками табл. 20 [3] по значению индукции в углах Ву. Устанавливаются коэффициентыСуммарная намагничивающая мощность для всех стыков [3]где длятрёхстержневого трансформатора Намагничивающая мощность всей магнитной системыгде при отжиге листов.Относительное значение тока холостого токаОтклонениеОтносительное значение реактивной составляющей токаКоэффициент полезного действия трансформатора, %,Тепловой расчётАктивную часть трансформатора (магнитопровод с обмотками) устанавливают в стальной бак. Бак закрывают крышкой и заливают в бак трансформаторное масло для лучшего охлаждения обмоток и магнитопровода.Во время работы в активных частях трансформатора – обмотках и магнитопроводе - возникают потери, выделяющиеся в виде тепла. Обмотки и магнитная система трансформатора нагреваются, постепенно повышая свою температуру. С ростом температуры возникает температурный перепад (разность температур) между обмоткой или магнитной системой и трансформаторным маслом. С появлением температурного перепада начинается передача тепла от более нагретой активной части к более холодному маслу.Внутренний перепад температурыдля катушки из провода прямоугольного сечения, °Сгде – плотность тепловогопотока на поверхности обмотки, Вт/м2; – толщина изоляции провода на одну сторону; – теплопроводность изоляциипровода.где определяются как в (51).Для обмотки ННДля обмотки ВНПерепад температуры на поверхности обмотки НН [2]Перепад температуры на поверхности обмотки ВНПосле определения внутреннего и внешнего перепадов температуры для обеих обмоток подсчитывают среднее превышение температуры обмотки над средней температурой охлаждающего масла, °С[2]Бак трансформатора должен обеспечивать при минимальныхвнешних размерах хорошую теплоотдачу, позволяющую отвести вокружающую среду все тепло от активных частей трансформатора.Для мощности 160 кВА выбираем бак с навесными радиаторами с прямыми трубами (табл. 6.3 [2]).Определяемые размеры показаны на рисунке 4.S1– изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН (внешней) до собственной обмотки и равное ему расстояние этого отвода до стенки бака S2по табл. 4.11. 1;S1= S2= 20мм;а)б)Рис. 4. Определение основных размеров бакаd1 – диаметр изолированного отвода обмотки ВН (при классах напряжения до 35 кВ включительноd2 = 20 мм при мощностях до 10000 кВА;S3 изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН, 0определяемое по табл. 4.12. 1; S3= 20 мм;d2 - диаметр изолированного отвода от обмотки НН, равный d1, или размер неизолированного отвода НН (шины), равный 1015 мм. S4 – изоляционное расстояние от отвода НН до стенки бака, мм; S4 = 20 мм;Минимальная ширина бака, м,Минимальная длина бака, м,принимают равным суммарному расстоянию обмотки НН до стенки бакаВысота активной части, м,где – высота стержня магнитопровода, м; – высота ярма магнитной системы, равная ширине центрального пакета стали ярма, м;– толщина подкладки под нижнее ярмо в мм (n = 30 – 50 мм).Глубина бака, м,где – минимальное расстояние от верхнего ярма до крышки бака, необходимое для установки и крепления вводов, переключателя регулирования напряжения и отводов, м, принимается по табл. 9.5 [1].Для применения трубчатого радиатора с размером А=0,71 м с минимальным расстоянием от осей фланцев радиатора от нижнего иверхнего срезов бака соответствегнно 0,085 и 0,10 м принимаем глубину бакаПлощадь крышки бака с учётом расширения верхней рамы и закрытия поверхности крышки вводами и арматуройПлощадь боковой поверхности бака при конвекции гладкой стенкиПоверхность излучения бака прямоугольного сечения приближенно, м2,где – коэффициент учитывающий отношение периметра поверхнос-ти излучения к поверхности гладкой части бака и приближенно равный: 1,0 – для гладкого бака; 1,5 – 2,0 – для бака снавесными радиаторами и 1,2 – 1,5 - для бака с трубами.Среднее превышение температуры масла, омывающего обмотки,над воздухом должно быть не более, Среднее превышение температуры бака над воздухом,где – перепад температурымежду маслом и стенкой бака.Полученное значение должно удовлетворять неравенствуПредварительное значение поверхности конвекции бака, м2,Поверхность конвекции радиаторовПоверхность конвекции радиатора, приведенная к поверхностигладкой стенки по табл. 9.6 [1]: Необходимое число радиаторовПринимаем два радиатора.Поверхность конвекции бакаПоверхность излучения бака с навесными радиаторами, м2,Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха, ,Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой стенки бака, ,Превышение средней температуры масла над температурой воздуха, ,Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха, ,Превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха подсчитывают отдельно для обмоток ВН и НН, ,ЗаключениеСпроектированный трансформатор должен соответствовать требованиям ГОСТ12022-76 предъявляемым к параметрам и рабочим свойствам трехфазных силовых масляных трансформаторов общепромышленного назначения.Отклонение расчетной величины от нормированной, заданной в техническом задании на проектирование, может отличаться на установленное ГОСТом значение.Соответствие параметров и рабочих свойств требованиям ГОСТ можно представить следующим образомУстановленное в ТЗ значениеРасчетное значениеОтклонение от расчетного значения, %Допускаемое ГОСТ отклонениеНапряжение КЗ, %4,54,285ГОСТ15161-85 ±10%Ток XX, %2,42,1710ГОСТ11920-85 ±15%Потери КЗ при номинальном токе, кВт2,652,7865ГОСТ15161-85 ±10%Потери XX при номинальном напряжении, кВт0,460,40412ГОСТ11920-85 ±15%На основании приведенных данных можно установить, что спроектированный трансформатор соответствует требованиям по ГОСТ12022 - 76 и может быть использован в качестве силового трансформатора общепромышленного назначения.Список использованной литературыТихомиров П. М. Расчет трансформаторов: Учеб. пособие для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 528 с.Проектирование силового масляного трансформатора /А. Л. Встовский, С. А. Встовский, Л. Ф. Силин. –Красноярск:Сибирский федеральный университет, 2007. – 112 с.Рябуха В.И., Томов А.А. Расчет трехфазных силовых масляныъ трансформаторов: Учеб. пособие. – Спб.: СЗТУ, 2002, – 64 с.