Курсовая работа: Проект трехфазного масляного двухобмоточного трансформатора

Где  Пф.я – площадь поперечного сечения ярма, см2

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

5.1.6 Масса стали магнитопровода, кг,

Мст. = Мс + Мя + 6Му = 487,73 + 640,85 + 6 . 34,44 = 1335,22.кг.

5.2 Расчет потерь холостого хода

Вс =1,65 Тл;    Вя = Вс .  Пф.с / Пф.я = = 1,64 Тл

Среднее значение индукции в углах возьмем равным индукции в стержне

Ву = Вс = 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:

Рс =1,238 Вт/кг;  Ря = 1,260 Вт/кг;  Кпр.= 2,61;  Кк = 1,59.

5.2.1 Определим потери в магнитопроводе, Вт,

Ро = К1 (Мсрс + Мяря + Му(Кпрn пр. + Ккn к)),

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

n пр. и n к – числа углов с прямыми и косыми стыками.

Ро = 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,

Вк.з.  = (Вс + Вя) / 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:

qс = 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;

qз.я = 2,176 В.А/см2;  К/пр = 13,4;  Кк = 2,48.

5.3.2 Полная намагничивающая мощность, ВА,

Qx = К2/ (Мс qс + Мя q я + Му ( n пр Кпр/ + n кКк/) + n з.я qз.я . Пз.я +n з.с q з.сПз.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 = Qх / (10S) =  = 1,45%

5.3.4 Относительное значение реактивной составляющей тока холостого хода, %,

iо,а = Pо / (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

qоНН = (21,4 . Iкат. . кат. . . Кд) / (Кзак. . Но .  nпов.),

где Iкат. – ток проходящий через катушку, А;

кат. – число витков в катушке;

Кд – коэффициент учитывающий добавочные потери;

nпов – число теплоотдающих поверхностей

Кзак. – коэффициент закрытия.

Кзак. = 1 -

Кзак. = 1-= 0,84

qоНН =  = 2518,245 Вт/м2

6.2 Удельная тепловая нагрузка обмотки ВН, Вт/м2

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

qоВН =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 . qоНН0,7 = 0,159 . 2518,240,7 = 38,2оС

омВН = 0,159 . qоВН0,7 = 0,159 . 2260,170,7 = 35,4оС.

6.4 Находим ширину бака, см

Вб = Д//2 +2аоб,

Где Д//2 – наружный диаметр обмотки;

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

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

6.5 Определим длину бака,см

Аб = 2А + Вб,

Где А – расстояние между осями стержней магнитопровода, см,

Аб = 2 . 95 + 106 = 296 см.

6.6 Определим глубину бака, см

Нб = Н + 2 hя + hя кр ,

Где Н – высота окна, см;

hя – высота ярма, см;

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

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

6.7 Поверхность гладкого овального бака и крышки, м2

Пб = (2(Аб – Вб) + πВб) = (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 = 26,8оС 

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

мВВ = 1,2 мВ + м , где м – поправка, м = (ац – 0,48) / 0,03,

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

 ац =  Нn / Нохл. = (Н + hя) /(2Нб – Н о.р – 30) = = 0,75

м = = 9оС мВВ = 1,2 . 26,8 + 9 = 41,2 41оС

По табл. 10.6 (1) определяем qб = 551Вт/м2.

6.10 Потери отводимые с поверхности бака, Вт

Qб = (Пб + 0,75Пкр.) = 9,5 + 0,75 . 2,9 = 11,67 Вт

6.11 Потери отводимые с поверхности радиаторов,Вт

Qр =Ро +Рк - Qб = 210,33 + 10453,98 – 11,67 =10652,64 Вт.

6.12 Необходимая поверхность радиаторов, м2

Пр = Qр / qб = = 23,67 м2

По табл. 10.8 (1) выбираем два радиатора Нр =1295 мм; Нор = 1100 мм;

С тремя рядом труб Пр =13,05 м2; Мр = 148 кг; Мтр = 81 кг.

7. Расчет массы трансформатора

7.1 Масса активной части, кг

Ма.ч. = 1,2(Мпр + Мст.),

Где  Мпр – масса провода, кг

Мпр = 1,06(МмНН + 1,05МмВН + МотвНН + МотвВН) = 1,06( 247,35 + 1,05 . 2310,48 + 11,09 . 0,23) = 2845,7 кг

Ма.ч. = 1,2(2845,7 + 487,73) = 4000 кг.

7.2 Масса бака с радиаторами, кг

Мб = ст . Vб.ст + Мр, Где ст = 7890 кг/м3

Vб.ст =

= Пб + Пкр +Пд = 9,5 + 2,9 + 2,9 = 15,3, где Пкр = 2,9

ст – толщина стали бака, ст = 10 мм

Vб.ст. = 15,3 . 0,01 = 0,153

Мб = 7850 . 0,153 + 2 . 148 = 426,05

7.3 Общая масса масла, кг

Мм = 1,05(0,9(Vб – Vа.ч.) + Мтр . 103 ,

где Vб – объем бака, м3;

Vб = Пд Нб  = 2,9 . 1,33 = 3,86 м3

Vа.ч – объем активной части, м3

Vа.ч = Ма.ч. / а.ч. =  =0,72 м3

Мтр – масса масла в элементах системы охлаждения

Мм = 1,05(0,9(3,86 – 0,72) +2 . 0,148) = 3,27 кг

7.4 Масса трансформатора, кг

Мтр = Ма.ч + Мм + Мб = 4000 + 3,27 + 426,05 = 4429,3 кг = 4,429 т

Список используемой литературы

1.  Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов, М. Энергоиздат, 1990.

2.  Тихомиров П.М Расчет трансформаторов, учебное пособие для ВУЗов, М. Энергоиздат, 1986.

3.  Васютский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов, Л. Энергия, 1970.

4.  Вольдек А.И. Электрические машины, учебник для студентов высших технических учебных заведений, Л. 1966.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5