Курсовая работа: Трансформатор силовий трифазний потужністю 740 кВА
=
|
2 |
мм. |
Загальна товщина відвода ВН (див. рис. 3.13)
=1+2∙2=5,0 мм.
Відстань від відвода ВН до стінки бака по табл. 4.11 [1] (=25 кВ)
=
|
20 |
мм. |
Відстань від відвода ВН до пресуючої балки ярма по табл. 4.11
[1]. (=25 кВ)
=
|
15 |
мм. |
Відстань від відвода НН до стінки бака по табл. 4.11 [1] (=5 кВ)
=
|
22 |
мм. |
Відстань від відвода НН до обмотки ВН по табл. 4.12 [1] (=5 кВ)
=
|
20 |
мм. |
Мінімальна ширина бака
=0,408+(20+15+22+20+8,0+5,0)∙10-3=0,498 м.
Приймаємо ширину бака
=
|
0,49 |
м. |
при центральному положенні активної частини трансформатора в
баку.
Мінімальна довжина бака. Попередньо визначаємо мінімальну
розрахункову відстань від стінки бака до обмотки ВН по табл. 4.12 для
випробувальної напруги обмотки ВН =25 кВ
=
|
20 |
∙10-3
м.
|
Тоді
=2∙0,426+0,408+2∙0,02 =1,30 м.
Приймаємо довжину бака
=
|
1,3 |
м. |
Висота активної частини
0,569+2∙0,215 +0,05=1,05 м
де - товщина бруска між дном бака і
нижнім ярмом 0,05 м.
Приймаємо
відстань від верхнього ярма до кришки бака по табл. 9.5 [1] для класу напруги
обмтки ВН =6000 В при перемикачі відгалужень,
розташованому горизонтально між ярмом і кришкою бака
=
|
0,16 |
м. |
тоді глибина бака
=1,05+0,16=1,21 м.
приймаємо глибину бака
=
|
1,35 |
м. |
Розміщення активної частини трансформатора в баку показане на
рис. 4.2.
Допустиме перевищення середньої температури масла над
температурою навколишнього повітря для найбільш нагрітої обмотки
=65-21,21=44 .
Знайдене середні перевищення може бути допущено, оскільки
перевищення температури масла у верхніх шарах в цьому випадку буде
=1,2∙44=52,8<60 .
Приймаючи попередньо перепад температури на внутрішній
поверхні стінки бака і запас 2, знаходимо середнє перевищення
температури зовнішньої стінки бака над температурою повітря
44-5-2=37 .
Для вибраного розміру бака
розраховуємо: периметр бака (конструкція бака прямокутна)
=2∙(1,3+0,49)=3,58 м.
Поверхня конвекції гладкої стінки бака
=3,58∙1,35=4,83 м2.
Орієнтовна поверхня випромінювання бака з навісними
радіаторами по (9.35)
=1,5∙4,83=7,25 м2
де - коефіцієнт, що враховує відношення
периметра поверхні випромінювання до поверхні гладкої частини бака і приблизно
рівний 1,5 для бака з навісними радіаторами, приймаємо =1,5.Орієнтовна необхідна поверхня
конвекції для заданого значення 37
1,05∙(9196+1692)/(2,5∙371,25)-1,12∙7,25=
41,99 м2.
Поверхня кришки прямокутного бака
=(1,3)∙(0,49+0,16)=0,85 м2
де 0,16 – подвоєна ширина верхньої рами бака.
Поверхня конвекції кришки бака
=0,5∙0,85=0,43 м2,
де коефіцієнт 0,5 враховує закриття поверхні кришки вводами і
арматурою.
Поверхня конвекції радіаторів
= 41,99-4,83-0,43=36,73 м2.
Використовуємо радіатори з прямими круглими трубами. Є два
конструктивні варіанти радіаторів: один варіант по рис 9.16 [1] (конструкція
приведена на рис.Б.3), характеристики – в табл.9.9 [1] і в табл.Б.1.
Радіатори випускають з одним рядом труб – 7 труб в ряду і з
двома рядами – 20 труб в ряду. Для радіаторів з одним рядом труб розміри і складають 354 і 158 мм (див.
рис. 9.16 [1]), для радіаторів з двома рядами – 505 і 253 мм.
Таблиця 4.1. Характеристики трубчатого радіатора з прямими
трубами*
Кількість
радіаторів,
|
Розмір А, мм
|
Поверхня
конвекції труб,
, м2
|
Поверхня
конвекції двох колекторів, м2
|
Мінімальна
відстань осі фланця від нижнього зрізу стінки бака, , м
|
Мінімальна
відстань осі фланця від верхнього зрізу стінки бака, , м
|
Маса
сталі, , кг
|
Маса
масла, , кг
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
* Якщо радіатор не використовується, то в таблиці виставляємо
нулі.
Для установки цих радіаторів глибина бака повинна бути не
менше
0∙10-3+0+0= 0,0 м
де і - відстані осей фланців
радіатора від нижнього і від верхнього зрізів стінки бака по табл. 9.9 [1], табл.
Б.1.
Другий варіант - для широкої поверхні бака використовуємо радіатора по рис.10.3 [3] і
табл.10.8 [3] (конструкція приведена на рис. Б.4 ), характеристики – в табл.
Б.2.
Таблиця 4.2. Характеристики уніфікованого прямотрубного
радиатора*
Відстань
між осями,, мм
|
Висота,, мм
|
Ширина,, мм
|
Кількість
рядів труб
|
Поверхня
конвекції труб,, м2
|
Маса
стали,, кг
|
Маса
масла, , кг
|
1100 |
1295 |
579 |
7 |
26,1 |
287 |
161 |
*Якщо радіатор не використовується, то в таблиці виставляємо
нулі.
При установці
уніфікованого радіатора висоту бака в п.4.2.6 необхідно вибрати не менше =1,295 м. Отже, в п. 4.2.6
прийняти =1,295 м (якщо застосовувати
цей радіатор).
Розміщення активної частини трансформатора в баку показано на
рис. Б.2.
Розташування радіаторів на стінці бака показано на рис. Б.5.
Поверхня
конвекції одного радіатора (конструкція - на рис. Б.3, характеристики – в табл.
9.9 [1] і табл.Б.1), приведена до поверхні гладкої стінки (коефіцієнт =1,26 по табл. 9.6 [1])
=1,26∙0+0=0,00 м2.
Поверхня конвекції бака з радіаторами
0∙0,00+2∙26,1+4,83+0,43=57,46
м2.
4.3 Розрахунок
перевищення температури масла і обмоток над
температурою
навколишнього середовища
Середнє
перевищення температури стінки бака над температурою навколишнього повітря по
(9.49)
(1,05∙(9196+1692)/(2,8∙7,25+2,5∙57,46))0,8=
=29,8 .
Середнє перевищення
температури масла поблизу стінки над температурою внутрішньої поверхні стінки
труби по (9.50) [1]
0,165•(1,05•(9196+1692)/(0•0,00+2•26,1+4,83+0,43))0,6=4,0.
де - коефіцієнт, рівний 1,0 при
природному масляному охолоджуванні і 0,9 при охолоджуванні дуттем.
Перевищення середньої температури масла над температурою
повітря
29,8+4,0=33,8 .
Перевищення
температури масла у верхніх шарах над температурою повітря по (9.51) [1]
1,2∙33,8 =41 <60.
Перевищення
середньої температури обмоток над температурою повітря: обмотки НН
=1,4+19,81+33,8=55<65,
обмотки ВН
=1,2+17,28+33,8=52<65.
Висновки по четвертому розділу
Перевищення температур: масла у верхніх шарах =41<60, обмотки НН =55<65, обмотки ВН =52<65 лежить в межах допустимого
нагріву по ГОСТ 11677-85.
5. РОЗРАХУНОК
МАСИ ТРАНСФОРМАТОРА
Маса проводу (з електромагнітного розрахунку розд. 4)
=130+217,36+9,2+ 0,7=357 кг
Маса ізоляційного картону по п. 9.8 [1]
=0,12∙357=43 кг
Загальна маса електротехнічної сталі з.
=472+552=1024 кг
Маса активної частини
1,2∙(357+1024)=1657 кг
Попередньо визначаємо площу бака
=1,3∙0,49=0,64 м2.
Вибираємо товщину стали для бака
=
|
0,008 |
м. |
Об'єм сталі бака
=0,008 (4,83+0,64+0,00)=0,04 м3.
Маса стали бака
=7850∙0,04=314 кг
Маса стали всіх радіаторів
=0∙0+2∙287=574 кг
Маса стали бака з радіаторами
=314+574=888 кг
Об'єм бака
=0,64∙1,35=0,86 м3.
Об'єм активної частини
1657/5750=0,29 м3
де - середня
щільність активної частини, приймаємо для трансформатора з мідними обмотками =5750 кг/м3, п.
9.8 [1].
Об'єм масла в баці:
=0,86-0,29=0,57 м3
Маса масла в баку з розширювачем
=1,05∙900∙0,57=539 кг
де коефіцієнт 1,05 враховує масу масла в розширювачі.
Маса масла в радіаторах
=0∙0+2∙161=322 кг
Загальна маса масла:
=539+322=861 кг
Маса трансформатора
=1657+888+861=3406 кг
Висновки по п'ятому розділу
Маса трансформатора складає 3406 кг
ВИСНОВКИ
1.
Одержані
наступні номінальні характеристики трансформатора:
Найменування
параметра |
Значення |
Відхилення
в % від заданого значення |
Потужність,
кВА |
740 |
- |
Номінальна
лінійна напруга обмоток ВН, В |
6000 |
- |
Номінальна
лінійна напруга обмоток НН, В |
400 |
- |
Схема
і група з'єднання обмоток |
Y/
Y-0 |
- |
Номінальний
лінійний струм обмоток ВН, А |
71,3 |
- |
Номінальний
лінійний струмобмоток НН, А |
1069,4 |
- |
Втрати
короткого замикання, Вт |
9196 |
3,3% |
Втрати
холостого ходу, Вт |
1692 |
14,3 % |
Напруга
короткого замикання % |
5,65 |
1% |
Струм
холостого ходу % |
1,488 |
1,488 % |
2. Перевищення температур: масла у верхніх шарах =41<60, обмотки НН =55<65, обмотки ВН =52<65 знаходиться в межах
допустимого нагріву по ГОСТ 11677-85.
3. Маса трансформатора складає 3406 кг
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Тихомиров
П.М. Расчет трансформаторов: Учебное пособие для вузов.– М.: Энергоатомиздат,
1986.-528 с.
2. Методичні вказівки до курсового проекту “Трансформатор” для дисципліни
“Електричні машини” (для студентів за напрямом 090603 “Електротехніка”,
спеціальності “Електротехнічні системи електроспоживання” очної та заочної форм
навчання)/ Авт. О.С. Захарчук, А.О.Колеснікова - Луганськ: СНУ ім. В. Даля,
2006.
3.
Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов.- М.: Энергоатомиздат,
1990.-252 с.
|