- •Утверждаю
- •Рецензент:
- •Б 90 Восстановительный расчет трансформатора: метод. Пособие. /
- •Данные к контрольному заданию по дисциплине « Ремонт и эксплуатация электрооборудования»
- •Введение
- •Требования по оформлению пояснительной записки
- •Восстановительный расчет параметров силового трехфазного трехстержневого трасформатора с естественным масляным охлаждением
- •1 Расчет обмоток низшего напряжения (нн)
- •Сечения
- •Высоты витка размеров обмотки
- •2 Расчет обмоток высшего напряжения (вн)
- •Для масляных трансформаторов
- •3 Определение потерь короткого замыкания
- •4 Тепловой расчет трансформатора
- •Приложение б. Номинальные размеры и сечения прямоугольного медного обмоточного провода марок псд и псдк (предпочтительные размеры) (размеры а и ь — в мм, сечения — в мм2)
- •Приложение г - Выбор нормальной витковой изоляции
- •Восстановительный расчет трансформатора
- •426069, Г. Ижевск, ул. Студенческая, 11
3 Определение потерь короткого замыкания
Полные потери короткого замыкания, Вт:
, (3.1)
где
- основные потери в обмотке НН и ВН, Вт
определены по формулам 1.26; 1.27; 2.19; 2.20;
- основные потери в отводах НН и ВН, Вт;
- коэффициенты добавочных потерь
определяются по формулам 1-24, 1-25, 2-23,
2-24;
- потери в баке и деталях конструкции,
Вт.
Основные потери в отводах, Вт:
для меди
,
(3.2)для алюминия
.
(3.3)
Необходимо провести расчет потерь для обмотки НН и ВН.
Масса металла проводов отводов:
(3.4)
где
- длина отводов, м;
- сечение провода отводов принять равным
сечению витка;
,
м2;
-
плотность металла отводов (для меди
кг/м3,
для алюминия
кг/м3).
Длина провода для соединения в звезду:
,
для соединения в треугольник:
,
где l – длина обмотки
.
Потери в баке и деталях конструкций, Вт:
, (3.5)
где
-
полная мощность трансформатора, кВА,
к = (0,015-0,02) для трансформаторов мощностью до 1000 кВА.
Полные потери
не должны отличаться более, чем на
%
от
табличного.
4 Тепловой расчет трансформатора
Внутренний перепад температуры в обмотке НН (прямоугольное сечение, ˚С):
, (5.1)
где
-
толщина изоляции провода на одну сторону,
м;
-
теплопроводность изолированного провода
(кабельная бумага в масле
=0,17
).
Превышение температуры поверхности обмотки над температурой масла, ˚С:
,
(5.2)
где
=0,285;
- плотность теплового потока Вт/м2,
определяется по формуле 1.23.
Среднее превышение температуры обмотки над температурой масла, ˚С:
(5.3)
Внутренний перепад температуры в обмотке для наружной катушки.
, (5.4)
где
- радиальный размер обмотки, м;
- средняя теплопроводность обмотки,
Вт/м·с;
р - потери в 1 м3 объема обмотки, Вт/м3:
для медного провода
для алюминиевого провода
,
где
,
,
выражены в метрах,
в А/м2.
Средняя условная теплопроводность обмотки без учета междуслойной изоляции, Вт/(м2 ˚С)
, (5.5)
где
- теплопроводность материала изоляции витков (кабельная бумага в масле =0,17 ).
Средняя теплопроводность обмотки
,
,
приведенная к условному случаю
равномерного распределения витковой
и междуслойной изоляции:
,
(5.6)
где
- теплопроводность междуслойной изоляции
витков (кабельная
бумага - =0,12 , кабельная бумага в масле, электроизоляционный картон - =0,17 ).
Средний перепад температуры, ˚С:
(5.7)
Перепад температуры на поверхности обмотки, ˚С:
, (5.8)
где =0,285.
Среднее превышение температуры обмотки над температурой масла, ˚С
(5.9)
Согласно ГОСТ предельная средняя температура обмоток в наиболее жаркое время года не более 105-110 ˚С. Превышение температуры частей трансформатора сверх температуры охлаждающей среды для масляных трансформаторов:
- для обмоток - 65˚С,
- поверхность магнитопровода - 75˚С,
- масло в верхних слоях трансформатора с расширителем – 60˚С,
- масло в верхних слоях трансформатора без расширителя – 55˚С.
Приложение А. Номинальные размеры и сечения медного и алюминиевого обмоточного провода марок ПБ и АПБ (размеры а и b — в мм, сечения — в мм2). Медный провод марки ПБ — все размеры таблицы, за исключением проводов с размером b 17 и 18 мм. Алюминиевый провод марки АПБ — все размеры таблицы вправо и вверх от жирной черты.
а b |
1,40 |
1,50 |
1,60 |
1,70 |
1,80 |
1,90 |
2,00 |
2,12 |
2,24 |
2,36 |
2,50 |
2,65 |
2,80 |
3,00 |
3,15 |
3,35 |
3,55 |
3,75 |
4,00 |
4,25 |
4,50 |
4,75 |
5,00 |
5,30 |
5,60 |
a/b |
3,75 |
5,04 |
- |
5,79 |
- |
6,39 |
- |
7,14 |
- |
8,04 |
- |
8,83 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3,75 |
4,00 |
5,39 |
5,79 |
6,19 |
6,44 |
6,84 |
7,24 |
7,64 |
8,12 |
8,60 |
8,89 |
9,45 |
10,1 |
10,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4,00 |
4,25 |
5,74 |
- |
6,59 |
- |
7,29 |
- |
8,14 |
- |
9,16 |
- |
10,1 |
- |
11,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4,25 |
4,50 |
6,09 |
6,54 |
6,99 |
7,29 |
7,74 |
8,19 |
8,64 |
9,18 |
9,72 |
10,1 |
10,7 |
11,4 |
12,1 |
13,0 |
13,6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4,50 |
4,75 |
6,44 |
- |
7,39 |
- |
8,19 |
- |
9,14 |
- |
10,3 |
- |
11,3 |
- |
12,8 |
- |
14,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4,75 |
5,00 |
6,79 |
7,29 |
7,79 |
8,14 |
8,64 |
9,14 |
9,64 |
10,2 |
10,8 |
11,3 |
12,0 |
12,7 |
13,5 |
11,5 |
15,2 |
16,2 |
17,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
5,00 |
5,30 |
7,21 |
- |
8,27 |
- |
9,18 |
- |
10,2 |
- |
11,5 |
- |
12,7 |
- |
14,3 |
- |
16,2 |
- |
18,3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
5,30 |
5,60 |
7,63 |
8,19 |
8,75 |
9,16 |
9,72 |
10,3 |
10,8 |
11,5 |
12,2 |
12,7 |
13,5 |
14,3 |
15,1 |
16,3 |
17,1 |
18,2 |
19,3 |
20,1 |
21,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
5,60 |
6,00 |
8,19 |
- |
9,39 |
- |
10,4 |
- |
11,6 |
- |
13,1 |
- |
14,5 |
- |
16,3 |
- |
18,4 |
- |
20,8 |
- |
23,1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
6,00 |
6,30 |
8,61 |
9,24 |
9,87 |
10,4 |
11,0 |
11,6 |
12,2 |
13,0 |
13,8 |
14,3 |
15,2 |
15,2 |
17,1 |
18,4 |
19,3 |
20,6 |
21,8 |
22,8 |
24,3 |
25,9 |
27,5 |
- |
- |
- |
- |
6,30 |
6,70 |
9,17 |
- |
10,5 |
- |
11,7 |
- |
13,0 |
- |
14,7 |
- |
16,2 |
- |
18,2 |
- |
20,6 |
- |
23,2 |
- |
25,9 |
- |
29,3 |
- |
- |
- |
- |
6,70 |
7,10 |
9,73 |
10,4 |
11,2 |
11,7 |
12,4 |
13,1 |
13,8 |
14,7 |
15,5 |
16,2 |
17,2 |
18,3 |
19,3 |
20,8 |
21,8 |
23,2 |
24,7 |
25,8 |
27,5 |
29,3 |
31,1 |
32,9 |
34,6 |
- |
- |
7,10 |
7,50 |
10,3 |
- |
11,8 |
- |
13,1 |
- |
14,6 |
- |
16,4 |
- |
18,2 |
- |
20,5 |
- |
23,1 |
- |
26,1 |
- |
29,1 |
- |
32,9 |
- |
36,6 |
- |
- |
7,50 |
8,00 |
11,0 |
11,8 |
12,6 |
13,2 |
14,0 |
14,8 |
15,6 |
16,6 |
17,6 |
18,3 |
19,5 |
20,7 |
21,9 |
23,5 |
24,7 |
26,3 |
27,9 |
29,1 |
31,1 |
33,1 |
35,1 |
37,1 |
39,2 |
41,5 |
43,9 |
8,00 |
8,50 |
11,7 |
- |
13,4 |
- |
14,9 |
- |
16,6 |
- |
18,7 |
- |
20,7 |
- |
23,3 |
- |
26,2 |
- |
29,6 |
- |
33,1 |
- |
37,4 |
- |
41,6 |
- |
46,7 |
8,50 |
9,00 |
12,4 |
13,3 |
14,2 |
14,9 |
15,8 |
16,7 |
17,6 |
18,7 |
19,8 |
20,7 |
22,0 |
23,3 |
24,7 |
26,5 |
27,8 |
29,6 |
31,4 |
32,9 |
35,1 |
37,4 |
39,6 |
41,9 |
44,1 |
46,8 |
49,5 |
9,00 |
9,50 |
13,1 |
- |
15,0 |
- |
16,7 |
- |
18,6 |
- |
20,9 |
- |
23,2 |
- |
26,1 |
- |
29,4 |
- |
33,2 |
- |
37,1 |
- |
41,9 |
- |
46,6 |
- |
52,1 |
9,50 |
10,00 |
13,8 |
14,8 |
15,8 |
16,6 |
17,6 |
18,6 |
19,6 |
20,8 |
22,0 |
23,1 |
24,5 |
26,0 |
27,5 |
29,5 |
31,0 |
33,0 |
35,0 |
36,6 |
39,1 |
41,6 |
44,1 |
46,6 |
49,1 |
52,1 |
55,1 |
10,00 |
10,60 |
14,6 |
- |
16,8 |
- |
18,7 |
- |
20,8 |
- |
23,4 |
- |
26,0 |
- |
29,1 |
- |
32,8 |
- |
37,1 |
- |
41,5 |
- |
46,8 |
- |
52,1 |
- |
58,5 |
10,60 |
11,20 |
15,5 |
16,6 |
17,7 |
18,7 |
19,8 |
20,9 |
22,0 |
23,4 |
24,7 |
25,9 |
27,5 |
29,1 |
30,8 |
33,1 |
34,7 |
37,0 |
39,2 |
41,4 |
43,9 |
46,7 |
49,5 |
52,3 |
55,1 |
58,5 |
61,9 |
11,20 |
11,80 |
- |
- |
18,7 |
- |
20,9 |
- |
23,2 |
- |
26,1 |
- |
29,0 |
- |
32,5 |
- |
36,6 |
- |
41,3 |
- |
46,3 |
- |
52,2 |
- |
58,1 |
- |
65,2 |
11,80 |
12,50 |
- |
18,5 |
19,8 |
20,9 |
22,1 |
23,4 |
24,6 |
26,1 |
27,6 |
29,0 |
30,7 |
32,6 |
34,5 |
37,0 |
38,8 |
41,3 |
43,8 |
46,0 |
49,1 |
52,3 |
55,4 |
58,5 |
61,6 |
65,4 |
69,1 |
12,50 |
13,20 |
- |
- |
- |
- |
23,4 |
- |
26,0 |
- |
29,2 |
- |
32,5 |
- |
36,4 |
- |
41,0 |
- |
46,3 |
- |
51,9 |
- |
58,5 |
- |
65,1 |
- |
73,1 |
13,20 |
14,00 |
- |
- |
- |
- |
24,8 |
26,2 |
27,6 |
29,3 |
31,0 |
32,5 |
34,5 |
36,6 |
38,7 |
41,5 |
43,6 |
46,4 |
49,2 |
52,0 |
55,1 |
58,6 |
62,1 |
65,6 |
69,1 |
73,3 |
77,5 |
14,00 |
15,00 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
29,6 |
- |
33,2 |
- |
37,0 |
- |
41,5 |
- |
46,7 |
- |
52,7 |
- |
59,1 |
- |
66,6 |
- |
74,1 |
- |
83,1 |
15,00 |
16,00 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
31,6 |
33,6 |
35,5 |
37,2 |
39,5 |
41,9 |
44,3 |
47,5 |
49,9 |
53,1 |
56,3 |
59,1 |
63,1 |
67,1 |
71,1 |
75,1 |
79,1 |
83,9 |
88,7 |
16,00 |
17,00 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
47,2 |
- |
53,2 |
- |
59,4 |
- |
67,1 |
- |
75,6 |
- |
84,1 |
- |
94,3 |
17,00 |
18,00 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
53,1 |
55,8 |
59,4 |
63,0 |
66,6 |
71,1 |
75,6 |
80,1 |
84,6 |
89,1 |
94,5 |
99,9 |
18,00 |
Примечания.1.
Провод
марок ПБ и АПБ выпускается с толщиной
изоляции на две стороны
= 0,45(0,50), 0,55 (0,62), 0,72(0,82), 0,96(1,06), 1,20(1,35),
1,35 (1,50), 1,68 (1,83) и 1,92 (2,07) мм.
2. Вне скобок указана номинальная толщина изоляции. Размеры катушек считать по толщине изоляции, указанной в скобках.
Медный провод марки ПБУ выпускается с размерами проволоки по стороне а от 1,8 до 5,6 мм и по стороне b от 6,7 до 18 мм с изоляцией толщиной = 1,35(1,45), 2,00(2,20), 2,48(2,63), 2,96(3,16), 3,60 (3,80), 4,08(4,28) и 4.40 (4,65) мм.
