Расчет потерь холостого хода

Индукция в стержне:

Индукция в ярме:

Индукция на косом стыке:

Площади сечения немагнитных зазоров на прямом стыке среднего стержня равны соответственно активным сечениям стержня и ярма.

Площадь сечения стержня на косом стыке:

Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков определяем по таблице 8.10 для стали марки 3404 толщиной 0, 35 мм:

;

Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне, с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев для определения потерь применим выражение (8.32), с учетом таблицы 8.12 принимаем:

k_П.Р=1, 05; k_П.З=1, 00; k_П.Я=1, 00; k_П.П=1, 03; k_П.Ш=1, 05.

По таблице 8.13 находим коэффициент k_П.У=10, 18.

Тогда потери холостого хода составят:

или заданного значения.

Расчет тока холостого хода

По таблице 8.17 находим удельные намагничивающие мощности:

Для принятой конструкции магнитной системы и технологии ее изготовления используем выражение (8.43), в котором согласно таблиц 8.12 и 8.21 задаем коэффициенты:

k_Т.Р=1, 18; k_Т.З=1, 00; k_Т.ПЛ=1, 32; k_Т.Я=1, 00; k_Т.П=1, 05; k_Т.Ш=1, 05.

По таблице 8.20 находим коэффициент k_Т.У=42, 40.

Тогда намагничивающая мощность холостого хода составит:

Ток холостого хода:

заданного значения.

Активная составляющая тока холостого хода:

Реактивная составляющая тока холостого хода:

Тепловой расчет трансформатора

Тепловой расчет обмоток

Внутренний перепад температуры определяем по формуле (9.9), согласно рисунка 9.9:

где q - плотность теплового потока на поверхности обмотки;

δ = 0, 25·10^{-3 м - толщина изоляции провода на одну сторону;}

- теплопроводность бумажной, пропитанной маслом, изоляции провода (таблица 9.1).

Тогда для обмотки НН:

Внутренний перепад температуры обмотки ВН:

Перепад температуры на поверхности обмотки НН (9.20):

где k₁ = 1 - для естественного масляного охлаждения;

k₂ = 1, 1 - для внутренней обмотки НН;

k₃ = 0, 85 - по таблице 9.3 для .

Перепад температуры на поверхности обмотки ВН:

где k₁ = 1 - для естественного масляного охлаждения;

k₂ = 1 - для наружной обмотки ВН;

k₃ = 0, 95 - по таблице 9.3 для .

 

Полный средний перепад температуры от обмотки НН к маслу:

Полный средний перепад температуры от обмотки ВН к маслу:

Тепловой расчет бака

По таблице 9.4 в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию бака с одинарными или двойными навесными радиаторами с гнутыми трубами по рисунку 9.17.

Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака. До окончательной разработки конструкции внешние габариты прессующих балок принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.

Минимальная ширина бака:

B=D''₂+(s₁+s₂+d₂+s₃+s₄+d₁)·10^-3

Изоляционные расстояния:

s₁=32 мм (для отвода U_ИСП = 85 кВ, покрытие 4 мм, расстояние до стенки бака по таблице 4.11);

s₂=42 мм (для отвода U_ИСП=85 кВ, покрытие 4 мм, расстояние до прессующей балки ярма по таблице 4.11);

s₃=25 мм (для отвода U_ИСП=5 кВ, без покрытия, расстояние до стенки бака по таблице 4.11);

s₄=90 мм (для отвода U_ИСП= до 35 кВ, для обмотки U_ИСП = 85 кВ, отвод без покрытия по таблице 4.12).

Ширина бака:

B=0, 49+(40+42+20+25+90+10)·10^-3=0, 717 м

Принимаем B=0, 76 м при центральном положении активной части трансформатора в баке.

Длина бака:

A=2·C+B=2·0, 52+0, 76=1, 8 м.

Высота активной части:

H_А.Ч=0, 81+2·0, 25+0, 05=1, 36 м,

где высота стержня 0, 81 м, высота ярма 0, 25 м и толщина бруска между дном бака и нижним ярмом 0, 05 м.

Принимаем расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над ярмом переключателя ответвлений обмотки ВН по таблице 9.5:

H_Я.К=400 мм=0, 4 м

Глубина бака:

H_Б=Н_А.Ч+H_И.К=1, 36+0, 4=1, 76 м.

Для развития должной поверхности охлаждения целесообразно использовать радиаторы с прямыми трубами по рисунку 9.16 c расстоянием между осями фланцев А_Р=1615 мм (таблица 9.9), с поверхностью труб П_ТР=4, 961 м² и двух коллекторов П_К.К=0, 34 м². Для установки этих радиаторов глубина бака должна быть принята:

H_Б=A_Р+с₁+с₂=1, 615+0, 085+0, 1=1, 8 м,

где с₁ и с₂ - расстояния осей фланцев радиатора от нижнего и верхнего срезов стенки бака по таблице 9.10.

Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки НН:

Θ _М.В=65-20, 61≈ 45 °C

Найденное среднее превышение может быть допущено, так как превышение температуры масла в верхних слоях в этом случае будет:

Θ _М.В.В=1, 2·θ _М.В=1, 2·45=54 °C < 60 °C.

Принимая предварительно перепад температуры на внутренней поверхности стенки бака Θ _М.Б=5 °C и запас 2 °C, находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха:

Θ _Б.В=Θ _М.В-Θ _М.Б=45-5-2=38 °C

Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака:

П_К.ГЛ=H_Б·[2·(A-B)+π ·B]=1, 8·[2·(1, 8-0, 76)+π ·0, 76]=8, 04 м²

Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами по (9.35):

П_И=k·П_К.ГЛ=1, 5·8, 04=12, 06 м²

Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения θ _Б.В=38 °C по (9.30):

Поверхность конвекции составляется из:

- поверхности гладкого бака П_к.гл=8, 04 м²;

- поверхности крышки бака

где 0, 16 - удвоенная ширина верхней рамы бака, м; коэффициент 0, 5 учитывает закрытие поверхности крышки вводами и арматурой.

Поверхность конвекции радиаторов:

∑ П_К.Р=81, 76-8, 04-0, 809=72, 91 м²

Поверхность конвекции радиатора, приведенная к поверхности гладкой стенки (таблица 9.6[1]):

П_К.Р=П_ТР·k_Ф+П_К.К=1, 2·4, 961+0, 34=6, 59 м².

Необходимое число радиаторов:

Принимаем 10 радиатор с расположением по рисунку 9.19.

Поверхность конвекции бака:

П_К=∑ П_К.Р+П_К.ГЛ+П_К.КР=10·6, 59+8, 045+0, 81=74, 8 м².

Поверхность излучения: П_И = 24, 47 м².

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: