Расчет перегрева обмотки вн.

Коэффициентзакрытия поверхности катушек прокладками

К_з = = 1,3.

Периметр сечения катушки

р = 2(а + b_из) = 2(108 + 4,9) = 225,8 мм.

Удельная тепловая нагрузка поверхности обмотки ВН

q_{0 ВН} = = 1106,6 Вт/м²

Перегрев обмотки над маслом

τ_{0 ВН} = 0,41 = 0,41 · 1106,6^0,6 = 0,41 · 67,05 = 27,5 ºС.

Поправка на перегрев в зависимости от размеров масляного канала

(6 × 35 мм) принимается по таблице 10.2 [1]

= - 2,3 · 701,9 · = - 1,6 ºС.

Окончательное знчение перегрева обмотки ВН

27.5 – 1.6 = 25,9 ≈ 26 ºС.

Расчет перегрева масла

Определяем размеры бака:

длина бака

А = 2МО + D_ВН + 2 · 75 = 2 · 582 + 454+ 2 · 75 = 1768 ≈ 1800 мм;

ширина бака

В = D_ВН + 2 · 150 = 454 + 2 · 150 = 754 мм;

высота бака

Н_б = Н + 2с₁ + Н_я,к + 50,

где Н_я,к – расстояние от поверхности ярма до крышки берется по таблице 10.4 [1];

50 мм – примерное расстояние от дна бака до нижнего ярма;

Н_б = 605 + 2 · 205 + 470 + 50 = 1535 мм.

Так как для данной мощности применяются радиаторные баки, то следует принять минимальную высоту бака по таблице 10,6 , т.е. 2225 мм;

Периметр стенки бака

р_б = π · В + 2(А – В) = π · 754 + 2(1800 – 754) = 4461 мм.

Поверхность боковой стенки бака

s_б,с = р_б · Н_б = 4,461 · 2,225 = 9,93 м².

Поверхность крышки

s_кр = В² + (А – В) В = 0,754² + (1,80 – 0,754) 0,754 = 1,24 м².

Определяем необходимую поверхность охлаждения, приняв предварительно q_б = 140 Вт/м²

s_охл = = = 38,7 м².

Требуемая поверхность радиаторов

= 38,7 – 9.93 – 0,75 · 1,24 = 27,84 м².

Пользуясь данными рисунка 10.13, проверяем размещение радиаторов на стенке бака (рис. 18.4).

Удельная тепловая нагрузка поверхности бака

S_б = К_кр * S_бс - 0,75 * S_кр = 4 * 9.93 – 0.75 * 1.24 = 38.79 м²

q_б = = = 139,5 Вт/м². Ст. 127

Средний перегрев масла

τ_мас = 0,262 · = 0,262 · 139.5^0,8 = 0,262 · 51,96 = 13,6 ºС.

Перегрев верхних слоев масла (без поправки по таблице 10.3 [1])

τ_{в. с. мас} = 1,2 τ_мас = 1,2 · 13,6 = 16,32 ºС.

Высота центра потерь

Н_р = Н + с₁ + 50 =  605 + 205 + 50 = 557,5 мм.

Высота центра охлаждения

Н_охл = Н_б = 2225 = 1112,5 мм.

Отношение

= = 0,50.

Поправка на перегрев верхних слоев масла по табл. 10.3 [1]

Δ τ_мас = 2,4 ºС.

Окончательно перегрев верхних слоев масла будет

τ_{в. с. мас} = 16,32 + 2,4 = 18,72 ºС. < 55 ºС.

Перегрев обмотки НН над воздухом

τ_НН = τ_{0 НН} + τ_мас = 16 + 13,6 =29,6 < 65 ºС.

Перегрев обмотки ВН над воздухом

τ_ВН = τ_{0 ВН} + τ_мас = 27,5 + 13,5 = 41.1 < 65 ºС.

Расчитанные перегрев масла превышает допустимых норму .

Расчет механических усилий в обмотках трансформатора

Максимальное радиальное усилие [по (7.4)]

F_p = 12,8 (I w)² = 12,8 (193,2 · 67)² = 42,6 кг.

То же, при коротком замыкании [по (7.5)]

F_{р. к} = F_p = 42,6 · 1,63² = 113,18· 240.4 = 27206 кг,

где К_м = 1 + = 1,63.

Осевое усилие внутри обмоток [по (7.6)]

= F_p = 42,6 · = 2,72 кг.

Осевое усилие от несимметричного расположения намагничивающих сил по высоте обмотки [по (7.7)]

= F_p ,

где Н₁ = 4 · 6,9 + 4 · 8 + 1 · 12 = 71,6 мм = 7,2 см (на ступени – 5%);

Н_р = = = 28,5 см.

B – ширина бака, см;

b – толщина магнитопровода, см;

К_р – коэффициент Роговского;

m = 4.

= 42,6 · = 2,89 кг.

Общее осевое усилие будет (для обмотки ВН) суммой осевых усилий и [по (7.8)]

F_ос = + = 2, 72 + 2,89 = 5,61 кг

При коротком замыкании осевое усилие возрастает пропорционально квадрату кратности тока короткого замыкания с учетом постоянной слагающей тока

F_{ос. к} = 5,61 · 700 = 3927 кг.

Площадь опоры прокладок из электрокартона в обмотке ВН

s_пр = n c₂ a₂ ,

где n – число прокладок по окружности;

c – ширина прокладки, с = 40 мм = 4 см;

a₂ – радиальный размер обмотки ВН;

s_пр = 8 · 4 · 10,8 = 345,6 см².

Наибольшее удельное давление на прокладки

σ = = = 11,36 кг/см², что является допустимым.

Список использованной литературы

1. А.М. Дымков. Расчёт и конструирование трансформаторов. Учебник для техникумов. "Высшая школа", 1971.

2. В.Е. Китаев. Трансформаторы. "Высшая школа", 1967.

3. П.М. Тихомиров. Расчет трансформаторов. "Энергия", 1968.

4. А.В. Сапожников. Конструирование трансформаторов.

5. М.М. Кацман. Электрические машины и трансформаторы. "Высшая школа", 1971.

6. М.П. Костенко и Л.М. Пиотровский. Электрические машины. "Энергия", 1964.

7. А.М. Голунов. Охлаждающие устройства масляных трансформаторов. "Энергия", 1964.

8. В.В. Порудоминский. Трансформаторы с переключением под нагрузкой. "Энергия", 1965.

9. П.М. Тихомиров. Расчет трансформаторов для дуговых электрических печей. Госэнергоиздат, 1959.

10. Е.А. Каганович. Испытание трансформаторов малой и средней мощности на напряжение до 35 кв включительно. "Энергия", 1969.

11. В.П. Шуйский. Расчет электрических машин. "Энергия", 1968.

12. Б.В. Гетлинг. Чтение схем и чертежей электроустановок. "Высшая школа", 1977.

13. В.Н. Камнев. Чтение схем и чертежей электроустановок. "Высшая школа", 1986.