Iх Тепловой расчет и расчет охладительной системы
Целью теплового расчета является:
определить перепады температур между обмотками и сердечником, а также между обмоткой и маслом;
подобрать конструкцию и размеры бака, обеспечивающие нормальную теплоотдачу всех потерь при температурах обмоток, сердечника и масла, не превышающих допустимые;
определить превышения температуры обмоток, сердечника и масла над окружающим воздухом.
IХа, б. Перед тепловым расчетом по [Л.1] следует ознакомиться с процессом теплопередачи в трансформаторе, §9-1, с системами охлаждения, §9-2, и нормами предельных превышений температур, §9-3.
Проверочный тепловой расчет обмоток и расчет бака производится по §9-5, 9-6. При определении высоты бака следует иметь в виду, что в случае применения «строенного» трехфазного переключателя, прикрепленного к крышке бака, расстояние от ярма до крышки должно быть не менее 85 см.
IХ в. Расчетные превышения температуры масла в верхних слоях и обмоток над окружающим воздухом не должны быть больше величин, допустимых для масляных трансформаторов согласно §3 ГОСТ 11677-65.
Если полученные значения указанных превышений температуры более высокие, чем допускается ГОСТ, то следует увеличить поверхность охлаждения бака.
Если же они понижены против нормы более чем на 50С, то поверхность охлаждения бака следует соответственно уменьшить путем корректировки размеров бака, труб при трубчатых баках или количества охладителей (радиаторов) – в случае баков с навесными охладителями.
При трубчатых баках увеличение поверхности может быть получено за счет увеличения прямого участка всех рядов труб на 5-7 см, за счет увеличения высоты бака или за счет увеличения числа рядов труб. При этом следует иметь в виду, что число рядов труб обычно ограничивается тремя рядами (реже – четырьмя) во избежание резкого ухудшения теплоотдачи внутреннего ряда труб.
Уменьшение поверхности бака достигается уменьшением высоты бака, уменьшением числа рядов труб и числа труб в ряду.
IХ г. Размеры расширителя находятся следующим образом.
Объем масла в баке и в охладительной системе трансформатора определяется:
В формуле:
Vб - объем гладкого бака, дм3;
- объем активной части трансформатора;
где
-
масса активной части, кг;
-
средний удельный вес активной части;
=5,5÷6 кг/дм3 - для трансформаторов с медными обмотками;
=5÷6,5 кг/дм3 - для трансформаторов с алюминиевыми обмотками;
Gм.эл. - масса масла в трубах или охладителях, кг. определяется с помощью таблиц 9-7 или 9-9 [Л.1, §9-6] в зависимости от типа бака: трубчатый или с навесными охладителями (радиаторами).
Объем расширителя :
Vр = 0,1 Vм
Один и тот же объем расширителя может быть получен при различных соотношениях и длины его.
Выбор этого соотношения следует делать с учетом расположения расширителя относительно вводов и других частей на крышке трансформатора таким образом, чтобы расширитель не увеличивал габарит трансформатора в плане. Определив указанным способом с помощью эскиза длину расширителя, можно по вычисленному объему найти его диаметр. Следует отметить, что в реальных трансформаторах отношение длины расширителя к его диаметру колеблется от 1,5 до 4.
Общая масса масла с учетом масла в расширители
Для оценки достоверности полученной полной массы масла следует сравнить найденный результат с данными для серийных трансформаторов отечественного производства, приведенными в таблице 14-25 [Л.2, стр.368].
В той же таблице 14-25, а также в ГОСТ 12022-66 и ГОСТ 11920-73 приведены полная масса и габаритные размеры стандартных трансформаторов. Сравнение этих данных с данными, полученными расчетом, представляет интерес, поскольку оно позволяет оценить величину отклонения последних от действительно имеющих место значений, а также в известной степени проанализировать причины этих отклонений.
Х Экономическая оценка трансформатора
При учебном проектировании себестоимость или оптовая цена трансформатора определяется на основании упрощенной калькуляции с учетом действительного расхода основных материалов и приближенного определения расхода прочих материалов и расчета производственной заработной платы, цеховых и общезаводских расходов и других начислений.
Кроме стоимости основных материалов следует также подсчитать стоимость комплектующих деталей и готовых узлов – переключателей ответвлений обмоток, газовых реле, предохранителей от перенапряжения, радиаторов, кранов для заливки и слива масла, комплектных проходных изоляторов, термосигнализаторов. Цены на комплектующие детали и готовые узлы берутся по прейскурантам оптовых цен на соответствующие изделия.
При учебном проектировании не подсчитывается стоимость прочих материалов: крепежных деталей, различных мелких деталей – подъемных колец и крюков, катков и др., а также уплотнений, киперной и других лент. Стоимость этих материалов оценивается примерно как 5% от стоимости основных.
Расчет количества материалов делается по расчетной записке и эскизам (чертежам) проекта.
Масса активных материалов с достаточной точностью определяется при расчете трансформатора. Приближенное определение массы конструктивных и других материалов производится по §9-8, [Л.1]. Расчетные годовые затраты и условная оптовая цена трансформатора определяется по формулам (1-2) – (1-10) с учетом всех разъяснений, изложенных в §1-5, [Л.1].
Полученную цену рассчитанного трансформатора следует сравнить с ценой такого же существующего (стандартного) трансформатора по прейскуранту оптовых цен на трансформаторы Министерства электротехнической промышленности и дать экономическую оценку спроектированному трансформатору.
ХI Конструктивная разработка трансформатора
Конструирование – вторая часть проекта, производится после окончания расчета трансформатора. Конструктивная разработка должна выполняться в полном соответствии с расчетом так, чтобы были осуществлены предусмотренные расчетом электромагнитные, энергетические и тепловые свойства и показатели.
Учебное проектирование трансформатора, в отличие от заводского, ограничивается конструктивной разработкой наиболее важных его частей согласно указаниям руководителя проекта. Необходимые для учебного проектирования конструктивные данные заимствуются в основном из справочных материалов, представляющих обобщенные данные осуществленных заводских проектов трансформаторов. Источниками таких данных являются заводские чертежи, книги с описанием конструкций трансформаторов и отдельных его узлов, например, [Л.3], справочники, например, [Л.2].
Результаты конструктивной разработки оформляются в виде чертежей на двух листах: на одном листе представляется общий вид трансформатора, на втором – разработка одного или нескольких узлов его, по указанию руководителя проекта.
При учебном проектировании в отличие от заводского на общем виде трансформатора должны быть сделаны продольное и поперечное сечение его, чтобы показать конструкцию и компоновку внутренних частей трансформатора, поскольку объем учебного курсового проекта не позволяет выполнить графическую часть его в полном объеме.
Перед началом конструирования следует ознакомиться с общими сведениями о конструкции трансформаторов по [Л.3.]
Содержание и задачи конструктивной разработки основных узлов трансформатора следующие.
Магнитопровод [Л.3, гл.II]
Конструирование магнитопровода включает:
Разработку устройства стержней и ярем, соединения их между собой, а также способа их стяжки;
Выбор конструкции и размеров ярмовых балок;
Разработку приспособлений для осевого крепления обмоток и конструкций для подъема, установки и укрепления выемной части в баке.
При разработке магнитопровода должна быть увязана его конструкция с устройством других узлов трансформатора: с обмотками, выводами. баком.
2 Обмотки [Л.3, гл.III]
Конструкция обмоток трансформатора в основном разрабатывается в ходе расчета, поскольку от этого зависит его электромагнитные и тепловые характеристики.
Задача конструирования обмоток заключается в конструктивном выполнении полученных расчетом размеров обмоток, реек, прокладок и т.д. Следует хорошо разобраться и четко представлять себе устройство опорной изоляции обмоток – ярмовой и уравнительной.
Конструкция опорной изоляции подробно показывается на втором листе графической части проекта, на котором, если не будет других указаний руководителя проекта, показывается одна из обмоток трансформатора в крупном масштабе. Здесь же с помощью выносок, вырывов показываются отдельные элементы обмоток: переходы между катушками, рейки и картонные прокладки катушечных обмоток, межслоевую изоляцию цилиндрических обмоток, транспозиции и др.
3 Переключатель [Л.3, гл.V]
При учебном проектировании переключатель не конструируется, а выбирается по справочникам в соответствии с принятой в расчете схемой регулирования напряжения, а также в зависимости от величины рабочего тока и класса напряжения.
Данные для некоторых типов переключателей, их конструкция и основные габаритные размеры приведены в [Л.3], [Л.4, стр.224].
4 Отводы [Л.3, гл.VI]
Отводы представляют систему проводов, расположенных вне обмотки и соединяющих между отдельные части обмоток, а также концы обмоток с вводами и регулировочные ответвления – с переключателем.
Задача проектирования отводов состоит в конструктивной разработке указанных соединений.
Конструктивные схемы отводов весьма разнообразны, т.к. определяются заданной электрической схемой соединения обмоток трансформатора (звезда, треугольник, зигзаг), устройством обмотки, устройством и расположением переключателей и размещением вводов. Поэтому конструирование вводов следует увязывать с конструированием крышки бака трансформатора.
Крепление отводов представляет более или менее сложную систему связанных между собою горизонтальных и вертикальных деревянных планок. Эта деревянная конструкция прикрепляется к ярмовым балкам. Представление о такой конструкции дает рис.6-24 и 6-30 [Л.3, стр.215-217], а также чертежи выполненных трансформаторов.
При конструктивной разработке отводов следует обратить внимание на выбор сечения проводников отводов, соединение отводов с вводами, выбор изоляционных промежутков.
5 Вводы [Л.3, гл. VII]
Проектирование вводов является отдельной от конструирования трансформаторов задачей. Поэтому при выполнении курсового проекта следует выбрать соответствующий ввод из спроектированных специально для трансформаторов. Основные размеры и характеристики вводов приводятся в [Л.3, приложение 7], [Л.4, §2-15].
Минимальные расстояния между осями вводов, а также последовательность их расположения на крышке бака должны соответствовать требованиям стандарта: ГОСТ 12022-66 для трансформаторов 25÷630 кВА и ГОСТ 11920-73 – для трансформаторов 1000÷6300 кВА.
6 Бак и охладительное устройство [Л.3, гл.VIII]
Все элементы конструкции бака, влияющие на охлаждение (размеры бака, количество, форма и расположение труб или охладителей) должны быть выполнены в полном соответствии с тепловым расчетом.
Указания по выбору толщины стенок крышки и дна различных баков, а также о применении горизонтальных балок жесткости приводится в §§8-4÷8-6, [Л.3].
Конструкции радиаторов описаны в §8-7 [Л.3] .
На крышке бака должны быть размещены:
Вводы;
Переключатель;
Расширитель – для трансформаторов класса напряжения 6 кВ и выше мощностью 25 кВА и более [Л.3, гл.1Х];
Между расширителем и крышкой для трансформаторов мощностью 1000 кВА и выше располагается газовое реле [Л.3, гл.Х, §10-3].
Выхлопная труба – для трансформаторов мощностью 1000 кВА и выше [Л.3, гл.Х, §10-4];
Термометры и термосигнализаторы (или трансформаторов мощностью 1000 кВА и более) для контроля температуры масла в верхних слоях [Л.3, гл.Х, §10-2];
Пробивной предохранитель – для трансформаторов с напряжением обмотки НН до 0,69 кВ [Л.3, гл.Х, §10-5];
Пробки и краны [Л.3, гл.VIII, §8-17].
У верхней рамы бака должны быть приварены подъемные скобы либо подъемные крюки [Л.3, гл.УШ, §8-10].
Ко дну бака с внутренней стороны привариваются упоры, удерживающие выемную часть от смещения.
С наружной стороны ко дну бака привариваются:
пластины – для трансформаторов мощностью 25 и 40 кВА;
швеллеры (без катков) – для трансформаторов мощностью 63 и 100 кВА (за исключением трансформаторов на напряжение 20 и 35 кВ);
тележки с катками для трансформаторов на напряжения 20 и 35 кВ, а также для трансформаторов мощностью 160 кВА и более.
Расстояние между осями отверстий в пластинах и швеллерах, приваренных ко дну, приведены в ГОСТ 12022-66 табл.4.
Конструкция тележки [Л.3, гл.VIII, §8-9] должна допускать перестановку катков для передвижения трансформатора как широкой, так и узкой сторонами. При этом расстояния между средними линиями катков не должны изменяться.
Расстояния между средними линиями гладких катков и ширина колеи для катков приводятся в ГОСТ 12022-66, ГОСТ 11920-73, ГОСТ 11677-65.
Применение арматуры, устанавливаемой на баке, нормировано ГОСТ 11677-65, ГОСТ 12022-66, ГОСТ 11920-73.
Описание арматуры приводится в [Л.3, гл.VIII, §8-14].
Приложение 1.
Задания для курсового проектирования.
В таблице 1 приведены данные для проектирования трехфазных двухобмоточных силовых трансформаторов мощностью от 25 до 6300 кВА на напряжение до 35 кВ включительно, отвечающих требованиям ГОСТ 12022-66 и ГОСТ 11920-73.
Охлаждение трансформаторов – естественное масляное.
Регулирование напряжения – без возбуждения (ПБВ), путем изменения коэффициента трансформации со стороны ВН относительно номинального на ±5% ступенями по 2,5%.
Режим работы – длительный.
Частота тока – 50 Гц.
Пояснения к таблице 1.
В графе 6 обозначено: Uк – номинальное напряжение короткого замыкания в процентах.
В графе 7 обозначено: іо – ток холостого хода трансформатора при номинальном напряжении.
В графе 8 обозначено:
Y – обмотка ВН соединена по схеме «звезда»;
Δ – обмотка ВН соединена по схеме «треугольник»;
Zн – обмотка НН соединена по схеме «зигзаг» с нулевым выводом.
Таблица 1
-
Номинальная
мощность кВА
Сочетания
напряжений
Потери
кВт
Uк,%
I
%
Примечания
№ вариантов
ВН
НН
Х.Х
К.З.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
25
6
0,23
0,125
0,60
4,5
3,2
Y
1
6
0,4
0,60
4,5
Δ
2
6
0,4
0,69
4,7
Δ
3
6,3
0,23
0,73
4,7
Y
4
10
0,23
0,60
4,5
Δ
5
10
0,4
0,60
4,5
Δ
6
10
0,4
0,69
4,7
Y
7
10,5
0,23
0,73
4,7
Y
8
40
6
6
6
6,3
10
10
10
10,5
0,23
0,4
0,4
0,23
0,23
0,4
0,4
0,23
0,180
0,88
0,88
1,00
1,05
0,88
0,88
1,00
1,05
4,5
4,5
4,7
4,7
4,5
4,5
4,7
4,7
3,0
Δ
9
Δ
10
Y
11
Δ
12
Y
13
Δ
14
Δ
15
Y
16
63
6
6
6
6,3
10
10
10
20
20
20
0,23
0,4
0,4
0,23
0,23
0,4
0,4
0,23
0,4
0,4
0,265
0,265
0,265
0,265
0,265
0,265
0,265
0,290
0,290
0,290
1,28
1,28
1,47
1,35
1,28
1,28
1,47
1,28
1,28
1,47
4,5
4,5
4,7
4,7
4,5
4,5
4,7
5,0
5,3
5,3
2,8
Δ
17
Δ
18
Y
19
Δ
20
Δ
21
Y
22
Δ
23
Δ
24
Y
25
Δ
26
1
2
3
4
5
6
7
8
9
100
6
6
6
6,3
10
10
10
10,5
20
20
20
35
35
35
0,23
0,4
0,4
0,23
0,23
0,4
0,4
0,23
0,23
0,4
0,4
0,23
0,4
0,4
0,365
0,365
0,365
0,365
0,365
0,365
0,365
0,365
0,465
0,465
0,465
0,465
0,465
0,465
1,97
1,97
2,27
2,05
1,97
1,97
2,27
2,05
1,97
1,97
2,27
1,97
1,97
2,27
4,5
4,5
4,7
4,7
4,5
4,5
4,7
4,7
4,5
4,5
5,0
6,5
6,5
6,8
2,6
Δ
27
Y
28
Δ
29
Δ
30
Y
31
Δ
32
Y
33
Δ
34
Y
35
Δ
36
Y
37
Y
38
Δ
39
Δ
40
160
3
6
6
6
6
6,3
10
10
10
10
10,5
20
20
20
20
35
35
35
35
0,4
0,23
0,4
0,4
0,69
0,4
0,23
0,4
0,4
0,69
0,23
0,23
0,4
0,4
0,69
0,23
0,4
0,4
0,69
0,540
0,540
0,540
0,540
0,540
0,540
0,540
0,540
0,540
0,540
0,540
0,660
0,660
0,660
0,660
0,660
0,660
0,660
0,660
2,65
2,65
2,65
3,10
2,65
2,78
2,65
2,65
3,10
2,65
2,78
2,65
2,65
3,10
2,65
2,65
2,65
3,10
2,78
4,5
4,5
4,5
4,7
4,5
4,7
4,5
4,5
4,7
4,5
4,7
5,0
5,0
5,3
5,0
6,5
6,5
6,8
6,5
2,4
Δ
41
Δ
42
Y
43
Δ
44
Δ
45
Y
46
Δ
47
Y
48
Δ
49
Δ
50
Y
51
Δ
52
Y
53
Δ
54
Δ
55
Y
56
Δ
57
Y
58
Δ
59
250
1
250
3
6
6
6
6
6,3
10
10
2
10
10
20
20
20
20
35
35
35
35
0,4
0,23
0,4
0,4
0,69
0,4
0,23
0,4
3
0,4
0,69
0,23
0,4
0,4
0,69
0,23
0,4
0,4
0,69
0,780
0,780
0,780
0,780
0,780
0,780
0,780
0,780
4
0,780
0,780
0,960
0,960
0,960
0,960
0,960
0,960
0,960
0,960
3,70
3,70
3,70
4,20
3,70
3,90
3,70
3,70
5
4,20
3,70
3,70
3,70
4,20
3,70
3,70
3,70
4,20
3,37
4,5
4,5
4,5
4,7
4,5
4,7
4,5
4,5
6
4,7
4,5
5,0
5,0
5,3
5,0
6,5
6,5
6,8
6,5
2,3
Δ
60
Y
61
Δ
62
Y
63
Δ
64
Δ
65
Y
66
Δ
67
7
8
9
2,3
Δ
68
Δ
69
Y
70
Δ
71
2,3
Δ
72
Δ
73
Y
74
Δ
75
Δ
76
Y
77
400
3
6
6
6
6
6,3
10
10
10
10
10,5
20
20
20
20
20
35
35
35
35
35
0,4
0,23
0,4
0,4
0,69
0,4
0,23
0,4
0,4
0,69
0,23
0,23
0,4
0,69
3
6,3
0,23
0,4
0,69
6,5
11
1,08
1,08
1,08
1,08
1,08
1,08
1,08
1,08
1,08
1,08
1,08
1,35
1,35
1,35
1,35
1,35
1,35
1,35
1,35
1,35
1,35
5,50
5,50
5,50
5,50
5,50
5,80
5,50
5,50
5,50
5,50
5,80
5,50
5,50
5,50
5,50
5,8
5,50
5,50
5,50
5,80
5,80
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,7
4,5
4,5
4,5
4,50
4,7
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,8
6,8
2,1
Δ
78
Y
79
Y
80
Δ
81
Y
82
Δ
83
Y
84
Δ
85
Y
86
Δ
87
Δ
88
Y
89
Δ
90
Δ
91
Y
92
Δ
93
Δ
94
Y
95
Δ
96
Y
97
Δ
98
630
3
6
6
6
6
6
6,3
10
10
10
2
10
10
20
20
20
20
35
35
35
35
35
0,4
0,23
0,4
0,4
0,69
3,15
0,4
0,23
0,4
0,4
3
0,69
3,15
0,4
0,69
6,3
11
0,4
0,69
3,15
6,3
11
1,68
1,68
1,68
1,68
1,68
1,68
1,68
1,68
1,68
1,68
4
1,68
1,68
2,00
2,00
2,00
2,0
2,00
2.00
2,00
2,00
2,00
7,60
7,60
7,6
7,6
8,50
8,50
8,00
7,60
7,60
7,60
5
8,50
8,50
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,50
5,50
6
5,5
5,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
2,0
Y
99
Δ
100
Y
101
Δ
102
Y
103
Δ
104
Δ
105
Y
106
Y
107
Δ
108
7
8
9
2,0
Y
109
Δ
110
Δ
111
Y
112
Δ
113
Δ
114
Δ
115
Y
116
Δ
117
Δ
118
Y
119
1000
6
6
6
6
6
6
6,3
6,3
6,3
10
10
10,5
10,5
10
10
10
10
10
20
20
20
20
20
35
35
35
35
35
0,4
0,4
0,525
0,69
3,15
6,3
0,4
0,4
0,525
0,4
0,4
0,4
0,525
0,525
0,69
3,15
6,3
10,5
0,4
0,4
0,69
6,3
10,5
0,4
0,69
3,15
6,3
10,5
2,45
2,45
2,45
2,45
2,45
2,45
2,75
2,75
2,45
2,45
2,45
2,75
2,75
2,45
2,45
2,45
2,45
2,45
2,75
2,75
2,75
2,75
2,75
2,75
2,75
2,75
2,75
2,75
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
12,2
11,6
12,2
12,2
12,2
12,2
11,6
12,2
12,2
12,2
12,2
11,6
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
8,0
8,0
8,0
5,5
5,5
8,0
8,0
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
1,4
Y
120
Δ
121
Y
122
1,5
1,5
1,5
1,4
1,4
1,5
1,5
1,4
1,4
Δ
123
Δ
124
Δ
125
Y
126
Δ
127
Δ
128
Y
129
Δ
130
Y
131
Δ
132
Y
133
Δ
134
1,4
Δ
135
1,4
Δ
136
1,4
Y
137
1,4
Y
138
1,4
Δ
139
1,4
Δ
140
1,4
Δ
141
1,4
Y
142
1,5
Δ
143
1,5
Y
144
1,5
Δ
145
1,5
Δ
146
1,5
Y
147
1600
6
6
2
6
6
6
10
10
10
0,4
0,4
3
0,69
3,15
6,3
0,4
0,4
0,69
3,3
3,3
4
3,3
3,3
3,3
3,3
3,3
3,3
18,0
18,0
5
18,0
18,0
16,5
18,0
18,0
18,0
5,5
5,5
6
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
1,3
1,3
7
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
Y
148
Δ
149
8
9
Y
150
Δ
151
Y
152
Y
153
Δ
154
Y
155
1600
10
10
20
20
20
20
20
35
35
35
35
35
3,15
6,3
0,4
0,4
0,69
6,3
10,5
0,4
0,69
3,15
6,3
10,5
3,3
3,3
3,65
3,65
3,65
3,65
3,65
3,65
3,65
3,65
3,65
3,65
18,0
16,5
18,0
18,0
18,0
18,0
16,5
18,0
18,0
18,0
18,0
16,5
5,5
5,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
1,3
1,3
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
Δ
156
Y
157
Y
158
Δ
159
Y
160
Δ
161
Δ
162
Y
163
Δ
164
Δ
165
Y
166
Δ
167
2500
6
6
6
10
10
10
10
10
20
20
20
35
35
35
35
0,4
0,69
3,15
0,4
0,69
3,15
6,3
10,5
0,69
6,3
10,5
0,69
3,15
6,3
10,5
4,6
4,6
4,6
4,6
4,6
4,6
4,6
4,6
5,1
5,1
5,1
5,1
5,1
5,1
5,1
25,0
25,0
25,0
25,0
25,0
25,0
23,5
23,5
25,0
25,0
23,5
25,0
25,0
23,5
23,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
Y
168
Δ
169
Δ
170
Y
171
Δ
172
Δ
173
Y
174
Δ
175
Δ
176
Y
177
Δ
178
Δ
179
Y
180
Δ
181
Δ
182
4000
6
6
10
10
20
20
35
35
2
35
3,15
6,3
3,15
6,3
6,3
10,5
3,15
6,3
3
10,5
6,4
6,4
6,4
6,4
6,7
6,7
6,7
6,7
4
6,7
33,5
33,5
33,5
33,5
33,5
33,5
33,5
33,5
6,5
6,5
6,5
6,5
7,5
7,5
7,5
7,5
0,9
0,9
0,9
0,9
1,0
1,0
1,0
1,0
Y
183
Δ
184
Δ
185
Y
186
Δ
187
Δ
188
Y
189
Δ
190
1
5
6
7
8
9
4000
33,5
7,5
1,0
Δ
191
6300
10
10
10
10,5
20
20
3,15
6,3
10,5
6,3
6,3
10,5
9,0
9,0
9,0
9,4
9,0
9,4
46,5
46,5
46,5
46,5
46,5
46,5
6,5
6,5
6,5
8
6,5
7,5
0,8
0,8
0,8
0,9
0,8
0,9
Δ
192
Δ
193
Y
194
Δ
195
Y
196
Δ
197
35
35
35
3,15
6,3
10,5
9,4
9,4
9,4
46,5
46,5
46,5
7,5
7,5
7,5
0,9
0,9
0,9
Δ
198
Y
199
Δ
200
Приложение 2.
Задания для выполнения графической части проекта
На листе № 1 все учащиеся выполняют общий вид трансформатора с разрезами.
На листе № 2 по указанию руководителя проекта выполняется один или несколько (в зависимости от сложности) из перечисленных узлов:
магнитопровод трансформатора;
электрическая схема соединения обмотки ВН;
электрическая схема соединения обмотки НН;
крепление отводов обмотки ВН;
крепление отводов обмотки НН;
переключатель;
расширитель;
тележка;
крышка бака (без арматуры);
10) трубчатый охладитель (радиатор);
11) сборочный чертеж изолятора ввода.
Примечания:
На каждом из чертежей листа № 2 должно быть сделано необходимое количество разрезов, вырывов, а также выносок в увеличенном масштабе, поясняющих устройство данного узла, компоновку и взаимную связь отдельных его деталей.
Обмотки ВН и НН вычерчиваются в крупном масштабе, делаются необходимые разрезы, чтобы показать внутреннее строение обмотки, конструкцию опорной изоляции. С помощью выносок и вырывов показываются отдельные элементы обмоток: межслоевую изоляцию цилиндрических обмоток; переходы между катушками, рейки и картонные прокладки катушечных обмоток, транспозиции и др.
Приложение 3.
Контрольные вопросы
Для каких целей и в каких сетях может быть применен спроектированный Вами трансформатор?
Обоснуйте произведенный Вами выбор схемы и группы соединения обмоток трансформатора.
Что представляет собой коэффициент β?
Как влияет величина коэффициента β на:
а) соотношение размеров трансформатора?
б) стоимость трансформатора?
в) технические характеристики трансформатора (потери и ток х.х., плотность тока, механическая прочность обмотки)?
Дайте краткую характеристику материалов, применяемых в трансформаторостроении при изготовлении магнитопроводов, обмоток.
Перечислите и дайте краткую характеристику электроизоляционным материалам, применяемым в трансформаторостроении.
С какой целью сечения стержня и ярма сердечника трансформатора выполняется ступенчатым?
Как можно уменьшить вес стали сердечника трансформатора при сохранении номинальных значений напряжений обмоток его?
Сердечник трансформатора ошибочно выполнен из горячекатанной стали вместо холоднокатанной одинаковых размеров. На чем это отразится, если номинальное напряжение обмоток не изменится?
Что такое главная и продольная изоляция обмоток?
Объясните устройство опорной (ярмовой и уравнительной) изоляции обмоток.
Опишите устройство цилиндрических обмоток.
Опишите устройство винтовых обмоток.
Опишите устройство спиральных катушечных обмоток.
Какими достоинствами и недостатками обладает выбранная Вами схема регулирования перед другими схемами?
В каком направлении и почему нужно изменить количество витков обмотки ВН для увеличения на 5% напряжения обмотки НН, если со стороны ВН напряжение не изменяется?
Можно ли с помощью спроектированного Вами трансформатора регулировать напряжение под нагрузкой? Обоснуйте Ваш ответ.
Спроектированные Вами обмотки (при сохранении их размеров и чисел витков) одеты на другой сердечник с меньшим диаметром стержня. Чем будет отличаться новый трансформатор от спроектированного, если материал сердечника и подводимое к первичной обмотке напряжением остались прежними?
Почему в сердечниках, собираемых из пластин холоднокатанной стали, в местах сопряжения стержней с ярмом допускается применение прямых стыков?
Что называется номинальным напряжением к.з. и чем определяется его величина?
Изменится ли величина напряжения к.з. трансформатора, если изменить соотношение размеров сторон проводника прямоугольного сечения, из которого выполнены обмотки, при неизменной ширине канала между обмотками ВН и НН?
Каким образом может быть произведено изменение потерь к.з. трансформатора?
При каких условиях к.п.д. трансформатора является максимальным?
Какие применяются меры для уменьшения осевых сил в обмотках трансформатора?
Что такое температура и превышение температуры отдельных частей трансформатора? Какие допускаются превышения температуры для обмоток, магнитопровода, масла в верхних слоях?
Как следует поступать, если полученное расчетом превышение температуры обмоток трансформатора и масла в верхних слоях:
а) выше нормы по ГОСТ?
б) ниже нормы более чем на 5оС?
27.Назовите известные Вам типы баков трансформаторов и укажите, когда каждый из них применяется.
28.Как целесообразно располагать соседние трубы разных рядов трубчатого бака: одну над другой или в шахматном порядке? Почему?
29.Почему при заполнении бака трансформатора маслом улучшается охлаждение обмоток его? Как передается тепло в масляном трансформаторе от обмотки к внешней окружающей среде?
30.Поясните назначение и конструкцию расширителя.
31.Поясните назначение и принцип устройства газового реле.
32.Для трансформаторов каких мощностей применяется газовое реле?
33.Поясните назначение выхлопной трубы.
34.Каким образом фиксируется положение выемной части в баке трансформатора?
35.Как осуществляется прессовка ярма и стержней магнитопровода трансформатора?
Литература
Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов, «Энергия», М., 1968, 1976.
Електротехнический справочник под общ.ред. П.Г.Грудинского, Г.Н.Петрова и др., т.1, кн.1, «Энергия», М., 1971.
Сапожников А.В. Конструирование трансформаторов. М-Л. Госэнергоиздат, 1959.
Петров Г.Н. Электрические машины, ч.1, «Энергия», М., 1974.
Голунов А.М., Мазур А.Л. Вспомогательное оборудование трансформаторов. – М.: «Энергия», 1978. – 145 с.
Худянов З.И. Ремонт трансформаторов. – М.: Высшая школа, 1977. –
240 с.