48870

Проектирование силового масляного трехфазного трансформатора ТМ 180/10

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Спроектировать силовой масляный трехфазный трансформатор с регулированием напряжения без возбуждения – ПБВ ± (2 х2,5) %, соответствующий требованиям ГОСТ 11677-85 «Силовые трансформаторы. Общие технические условия», согласно следующему техническому заданию (таблица 1).

Русский

2013-12-16

2.87 MB

59 чел.

Федеральное агентство по образованию

Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени В.И.Ленина»

Кафедра электромеханики

Расчётно-пояснительная записка

к курсовому проекту по электромеханике

Тема проекта:

Проектирование силового масляного трехфазного

трансформатора ТМ 180/10

Выполнил студент

Беликов С.В.

гр. IV-71с:

Шифр 907202

Проверил:

Самонин В.И.

Иваново 2013


СОДЕРЖАНИЕ

[1] СОДЕРЖАНИЕ

[2] ВВЕДЕНИЕ

[3] ЗАДАНИЕ

[4] ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

[5]  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ РАСЧЕТА

[6] РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

[7] ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ТРАНСФОРМАТОРА

[8] РАСЧЕТ ОБМОТКИ НН

[9] РАСЧЕТ ОБМОТКИ ВН

[10] ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

[11] ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ХОЛОСТОГО ХОДА.

[12] РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ХОЛОСТОГО ХОДА

[13] РАСЧЕТ ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА

[14] ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

[15] СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[16] ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Габаритный чертеж трансформатора            ТМ 180/10



ВВЕДЕНИЕ

Трансформаторы являются одним из основных видов электрооборудования, они преобразуют большую часть электроэнергии, вырабатываемую электрическими станциями. Без трансформаторов не может обойтись ни одна современная электротехническая установка. Поэтому им принадлежит ведущая роль в бесперебойном электроснабжении потребителей электроэнергии. Благодаря ним можно получать электрическую энергию в наиболее удобном напряжении, передавать ее с минимальными потерями на дальние расстояния и использовать ее в любом удобном для потребителя месте. Ведущая роль трансформаторов лежит в развитии энергетики и электрификации народного хозяйства.

Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее количество индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования, посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока, в том числе для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого. Обмотка трансформатора, к которой подводится энергия (напряжение) преобразуемого переменного тока, называется первичной обмоткой трансформатора. Обмотка трансформатора, от которой отводится энергия преобразованного переменного тока, называется вторичной обмоткой трансформатора. Обмотка трансформатора, к которой подводится энергия преобразуемого или от которой отводится энергия преобразованного переменного тока, называется основной. Силовой трансформатор имеет не менее двух основных обмоток. Необходимо уметь определять данные силового трансформатора, то есть находить число обмоток, их токи и напряжения, подсчитывать суммарную полезную и потребляемую мощность и рассчитывать эти параметры.


ЗАДАНИЕ

Спроектировать силовой масляный трехфазный трансформатор с регулированием напряжения без возбуждения – ПБВ ± (2 х2,5) %, соответствующий требованиям ГОСТ 11677-85 «Силовые трансформаторы. Общие технические условия», согласно следующему техническому заданию (таблица 1).

Таблица 1 – Техническое задание на трансформатор.

Наименование

Величина

Мощность, Sн

180 кВА

Напряжение обмотки ВН, UВН

10 кВ

Напряжение обмотки НН, UНН

0,4 кВ

Напряжение короткого замыкания, Uк

4,5 %

Ток холостого хода, i0

2,4 %

Потери холостого хода, Pх

0,62 кВт

Потери короткого замыкания, Pк

3,20 кВт

Схема соединения

Y/ Y


  1.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Расчет проводим для трехфазного трансформатора стержневого типа с несимметричной магнитной системой [1 c. 45] и концентрическими обмотками.

  1.  Мощность одной фазы и одного стержня

,

(1.1)

где: Sн = 180 кВА – номинальная мощность трансформатора.

  1.   Номинальные линейные токи на сторонах

ВН

,

(1.2)

где: Sн = 180 кВА – номинальная мощность трансформатора;

U2 = 10 кВ – напряжение обмотки ВН.

НН

,

(1.3)

где: Sн = 180 кВА – номинальная мощность трансформатора;

U1 = 0,4 кВ – напряжение обмотки НН.

Фазные токи обмоток (схема соединения - звезда) равны линейным токам:

  •  ВН Iф2 =I2 =10,40 A;
  •  НН Iф1 =I1 =260,11 A

  1.  Фазные напряжения на сторонах

ВН

,

(1.4)

где: U2 = 10 кВ – напряжение обмотки ВН.

НН

,

(1.4)

где: U1 = 0,4 кВ – напряжение обмотки НН.

Испытательное напряжение обмоток [1 табл. 4.1]:

  •  для обмотки ВН Uисп2 = 35 кВ;
  •  для обмотки НН Uисп1 = 5 кВ.


  1.   ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ РАСЧЕТА
    1.  Для испытательного напряжения обмотки ВН Uисп2 = 35 кВ по [1 табл. 4.5] находим изоляционные расстояния [1 c. 91]:
  •  а12 = 0,9 см;
  •  δ12 = 0,3 см;
  •  l02 = 3,0 см;
  •  а22 = 1.0 см.

  1.  Для испытательного напряжения обмотки НН Uисп1 = 5 кВ по [1 табл. 4.4] находим изоляционные расстояния:
  •  а01 = 0,4 см.

  1.   Приведенная ширина двух алюминиевых обмоток

,

(2.1)

где: k = 0,625 – [1 табл. 3.3].

  1.  Приведенная ширина канала рассеяния

,

(2.2)

  1.  Активная составляющая напряжения короткого замыкания

,

(2.3)

  1.   Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания

,

(2.4)

Согласно указаниям параграфа 2.2 выбираем плоскую 3-фазную стержневую шихтованную магнитную систему с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне. Прессовка стержней бандажами из стеклоленты, ярм – стальными балками. Материал магнитной системы – холоднокатаная текстурованная сталь марки Э330А толщиной 0,35 мм.

Индукция в стержне Вс = 1,6 Тл [1 табл. 2.8].

В сечении стержня 6 ступеней, коэффициент заполнения круга kкр=0,915 [1 табл. 2.1], изоляция пластин – однократная лакировка kз=0,94 [1 табл. 2.6].

Коэффициент заполнения сталью

,

(2.5)

Коэффициент усиления ярма kя=1,01 [1 табл. 2.8].

Коэффициент, учитывающий добавочные потери при коротком замыкании kд=0,95 [1 табл. 3.6].

По таблицам [1 табл. 3.4] и [1 табл. 3.5] находит постоянные коэффициенты для алюминиевых обмоток  и .

Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному принимаем kр=0,9.

Диапазон изменения величины  принимаем от 0,9 до 3,0 [1 табл. 12.1].


  1.  РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ
    1.  По формулам [1 3-29], [1 3-33], [1 3-34], [1 3-38], [1 3-39], [1 3-46], [1 3-63] находим коэффициенты.

,

(3.1)

,

(3.2)

,

(3.3)

,

(3.4)

,

(3.5)

,

(3.6)

,

(3.7)

,

(3.8)

  1.  Минимальная стоимость активных материалов:

,

(3.9)

,

(3.10)

,

(3.11)

где: ko.c = 4,00 – [1 табл. 3.7];

kи.р = 1,13 – [1 стр. 107].

  1.  По [1 3-59] и [1 3-64] находим предельное значение β по допустимым значениям плотности тока Δ и растягивающим механическим напряжениям σр:

  1.  Вес одного «угла» сердечника

,

(3.12)

  1.  Активное сечение стержня

,

(3.13)

  1.  Дальнейший расчет производится в таблице 3-1. – Приближенный расчет трансформатора ТМ-180/10 с алюминиевыми обмотками.

Результаты расчетов, приведенные в таблице 3.1, показаны в виде графиков на рисунках 3.1, 3.2, 3.3.

Таблица 3.1. – Приближенный расчет трансформатора ТМ-180/10 с алюминиевыми обмотками.

0,9

1,2

2

0,97

1,047

1,19

0,95

1,095

1,41

0,92

1,146

1,68

140,03

19,84

129,73

22,86

114,14

29,44

159,87

152,59

143,58

87,45

5,80

108,94

6,68

159,70

8,6

93,25

115,62

168,30

253,12

268,21

311,88

275,77

263,22

247,68

153,86

190,78

277,70

429,63

454,00

525,38

6,87

8,56

12,54

98,77

113,85

146,60

583,53

312,39

1003,02

1173,38

556,95

387,33

1249,76

1352,54

524,07

563,81

1830,84

1741,61

3072,38

3546,58

4660,33

1,71

1,97

2,59

84,62

73,42

57,01

87,16

75,62

58,72

98,75

395,00

85,68

342,71

66,53

266,12

648,12

610,92

578

1,64

1,76

2,00

36,59

45,58

66,81

Графики, показанные на рисунке 3.1, для исследуемого трансформатора с алюминиевыми обмотками, позволяют заметить, что с ростом значения β вес обмоток Gа и вес стали в стержнях Gс уменьшается, вес стали в ярмах Gя и общий вес стали Gст трансформатора возрастают.

Рисунок 3.1. – Изменение веса стали сердечника и металла обмоток с изменением β для трансформатора ТМ 180/10 с алюминиевыми обмотками.

Поскольку с увеличением β при сохранении индукции Вс общий вес стали возрастает, должны возрастать также потери и ток холостого хода. Это подтверждается кривыми Рх и i0 на рисунке 3.2.

Уменьшение веса меди обмоток с ростом β при сохранении потерь короткого замыкания приводит к уменьшению сечения как всей обмотки, так и каждого ее витка, а следовательно, к увеличению плотности тока и механических растягивающих напряжений. Рост плотности тока и растягивающих напряжений для данного трансформатора виден из кривых Δ и σр, показаны на рисунке 3.3.

Рисунок 3.2. – Изменение потерь и тока холостого хода с изменением β для трансформатора ТМ 180/10 с алюминиевыми обмотками.

Рисунок 3.3. – Изменение растягивающих механических напряжений σр и плотности тока Δ для трансформатора ТМ 180/10 с алюминиевыми обмотками.

По данным графикам выбираем оптимальное β=1.2. При этом потери и ток холостого хода находятся в заданных пределах, плотность тока и механические напряжения в обмотках при коротком замыкании - в пределах допустимых значений.


  1.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ТРАНСФОРМАТОРА

  1.  Рассчитаем диаметр стержня трансформатора

,

(4.1)

Т.к. трансформатор с нормализованным значением диаметра 12,5 мм не проходит по предельным отклонениям от заданном величины потерь холостого хода, принимаем dн=14,0 cм.

,

(4.2)

  1.  Рассчитаем средний диаметр обмоток

,

(4.3)

где: а = 1,46 – [1 табл. 3.4];

  1.  Рассчитаем ориентировочную высоту обмотки

,

(4.4)

  1.  Активное сечение стержня по [1 табл. 8.2, б] для d=14,0 cм, Пс=141,5 см2.

  1.  Рассчитаем напряжение одного витка (предварительно)

,

(4.5)

  1.  Рассчитаем число витков в обмотке НН

(4.6)

Принимаем 48 витков.

  1.  Уточнённое значение напряжения одного витка

,

(4.7)

  1.  Действительная индукция в стержне

,

(4.8)


  1.  РАСЧЕТ ОБМОТКИ НН

  1.  Определим число витков в одном слое

По предварительному расчету выбираем 4 – слойную обмотку

,

(5.1)

  1.  Определим среднюю плотность тока в обмотке НН (для алюминиевого провода)

,

(5.2)

  1.  Сечение витка (предварительно)

,

(5.3)

По таблице [1 табл. 5.4] по мощности (S,=60ква), по току на один стержень Iф1=260,11 A, номинальному напряжению обмотки (U1 = 0,4 кВ) и сечению витка (П1=141,36 мм2) выбираем конструкцию цилиндрической 4 – слойной обмотки из прямоугольного провода.

  1.  Ориентировочный осевой размер витка

,

(5.4)

  1.  По [1 табл. 5.2а] подбираем сечение витка из параллельных проводов марки АПБ 4 Х сечением 37,1 мм2

  1.  Полное сечение витка из параллельных проводов

,

(5.5)

  1.  Полученная плотность тока

,

(5.6)

Обмотка наматывается на бумажно-бакелитовом цилиндре, на рейках.

Сечение витка из групп параллельных проводников показано на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1. – Сечение витка обмотки.

  1.  Полная высота обмотки.

,

(5.7)

  1.  Радиальный размер обмотки

По предварительному расчету принимаем охлаждающий канал шириной 0,6 см [1 табл. 9.2а] между вторым и третьим слоем обмотки.

,

(5.8)

где: а, = 0,60 – ширина элементарного проводника обмотки;

а11 = 0,60 – радиальный размер канала [1 табл. 9.2а].

  1.  Внутренний диаметр обмотки

,

(5.9)

  1.  Наружный диаметр обмотки

,

(5.10)

  1.  Охлаждаемая поверхность обмотки НН

,

(5.11)

где: с = 3 – число активных (несущих обмотки) стержней;

k = 0,75.


  1.  РАСЧЕТ ОБМОТКИ ВН

  1.  Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении

,

(6.1)

  1.  Число витков на 1 ступени регулирования

,

(6.2)

Принимаем 30 витков.

  1.  Общее число витков регулирования

,

(6.3)

где: n = 4 – число ступеней регулирования.

  1.  Количество витков для четырех ступеней регулирования представлена в таблице 6.1. Схему ответвлений смотри рисунок 6.1. Сечение витка показано на рисунке 6.2.

Таблица 6.1. – Число витков на стороне ВН.

Напряжение, В

Число витков

10500

1260

10250

1230

10000

1200

9750

1170

9500

1140

 

Рисунок 6.1. - Схема ответвлений.

  1.  Ориентировочная плотность тока

,

(6.4)

  1.  Ориентировочное сечение витка

,

(6.5)

  1.  По [1 табл. 5.4] выбираем (Sн =180 кВА,  I2 =10,4 A , UВН = 10 кВ,  ) выбираем 14 - слойную цилиндрическую обмотку из прямоугольного провода

  1.  Число витков в слое

,

(6.6)

Принимаем 14 слоев по 90 витков. Итого 1260 витков.

,

(6.7)

По [1 табл. 5.2а] подбираем алюминиевый провод АПБ 1Хсечением 6,17 мм2

  1.  Полученная плотность тока

,

(6.8)

Обмотка наматывается на бумажно-бакелитовом цилиндре, на рейках.

  1.  Найдем напряжение 2 слоёв обмотки

,

(6.9)

По [1 табл. 4.7] подбираем междуслойную изоляцию - кабельная бумага (толщина 0,12мм) в 2 слоя, выступ изоляции 10 мм.

  1.  Полная высота обмотки.

,

(6.10)

  1.  Радиальный размер обмотки

По предварительному расчету принимаем охлаждающий канал шириной 0,6 см [1 табл. 9.2а] между пятым и шестым слоем обмотки.

,

(6.11)

где: а, = 0,218 см – ширина элементарного проводника обмотки;

δ = 0,24 см – толщина междуслойной изоляции.

а21 = 0,60 – радиальный размер канала [1 табл. 9.2а].

  1.  Внутренний диаметр обмотки

,

(6.12)

  1.  Наружный диаметр обмотки

,

(6.13)

  1.  Охлаждаемая поверхность обмотки ВН

,

(6.14)

где: с = 3 – число активных (несущих обмотки) стержней;

n – 2,0;

k, = 0,80.

Рисунок 6.2. – Сечение витка обмотки.

Эскиз межполюсного окна представлен на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3. – Эскиз межполюсного окна.


  1.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

  1.  Основные потери

Обмотка НН

,

(7.1)

где: GA1 масса обмотки.

,

(7.2)

где: с = 3 – число активных (несущих обмотки) стержней;

Dср1 = .

Обмотка ВН

,

(7.3)

где: GA2 масса обмотки.

,

(7.4)

где: с = 3 – число активных (несущих обмотки) стержней;

.

  1.  Добавочные потери в обмотке НН

,

(7.5)

где: а = 0,55м – размер проводника, перпендикулярный направлению потока рассеяния;

n = 4 – число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном потоку рассеяния;

,

(7.6)

где: b = 0,69см – размер проводника, параллельный направлению потока рассеяния;

m = 48 – число проводников обмотки в направлении, параллельном потоку рассеяния;

l = 38,98 см – общий размер обмотки в направлении потока рассеяния;

kр = 0,9 – коэффициент приведения поля рассеяния.

  1.  Добавочные потери в обмотке ВН

,

(7.7)

где: а = 0,195 см – размер проводника, перпендикулярный направлению потока рассеяния;

n = 14 – число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном потоку рассеяния;

,

(7.8)

где: b = 0,38см – размер проводника, параллельный направлению потока рассеяния;

m = 90 – число проводников обмотки в направлении, параллельном потоку рассеяния;

l = 40,63 см – общий размер обмотки в направлении потока рассеяния;

kр = 0,9 – коэффициент приведения поля рассеяния.

  1.  Основные потери в отводах

Длина отводов

,

(7.9)

Масса отводов НН

,

(7.10)

Потери в отводах НН

,

(7.11)

Масса отводов ВН

,

(7.12)

Потери в отводах ВН

,

(7.13)

  1.  Потери в стенках бака и других элементах конструкции до выяснения размеров бака

,

(7.14)

  1.  Полные потери короткого замыкания

,

(7.15)

(отклонение от заданных потерь короткого замыкания 3200 Вт – 8,8 %)

  1.  Активная составляющая напряжения короткого замыкания

,

(7.16)

  1.  Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания

,

(7.16)

где:

,

(7.17)

,

(7.18)

,

(7.19)

  1.  Напряжение короткого замыкания

,

(7.20)

Отклонение от заданного значения =4,5 % составляет 9,5 %.

  1.  Установившийся ток короткого замыкания

,

(7.21)

,

(7.22)

где:

,

(7.23)

  1.  Радиальная сила

,

(7.24)

  1.  Растягивающее напряжение в обмотке ВН

,

(7.25)

  1.  Температура обмотки через 5 с после возникновения короткого замыкания

,

(7.26)


  1.  ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ХОЛОСТОГО ХОДА.

Принята конструкция трехфазной плоской магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки Э330А толщиной 0,35мм. Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов из [1 табл. 8-1а] для стержня диаметром 14 см без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня 6 (таблица 8.1).

Таблица 8.1. – Число ступеней в сечении стержня.

№ пакета

Стержень, мм

1

135×19

2

120×17

3

105×10

4

85×10

5

65×7

6

40×5

  1.  Площадь ступенчатой фигуры стержня по [1 табл. 8-2].

  1.  Площадь ступенчатой фигуры ярма

  1.  Активное сечение стержня

,

(8.1)

  1.  Активное сечение ярма

,

(8.2)

  1.  Длина стержня

,

(8.3)

Принимаем длину стержня 44 см.

  1.  Расстояние между осями стержней

,

(8.4)

Принимаем расстояние между осями стержней 38 см.

  1.  Определим высоту ярма

,

(8.5)

где: bя = 11,6см – ширина ярма.

Схема магнитной системы показана на рисунке 8.1.

  1.  Масса стали угла магнитной систем

,

(8.6)

  1.  Масса стали ярм

,

(8.7)

  1.  Масса стали стержней

,

(8.8)

где:

,

(8.9)

,

(8.10)

Рис. 8.1. - Магнитная система трансформатора.


  1.  РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ХОЛОСТОГО ХОДА

  1.  Индукция в стержне

,

(9.1)

  1.  Индукция в ярме

,

(9.2)

  1.  Индукция на косом стыке

,

(9.3)

  1.  Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков приведены в таблице 9.1.Выбор производился по [1 табл. 8-4] для стали марки Э330А толщиной 0,35 мм

Таблица 9.1. – Удельные потери для стали.

Место

Индукция, Тл

Потери в стали, Вт/кг

Потери в зазоре, Вт/см

Стержень

1,63

1,4

0,07

Ярмо

1,6

1,32

0,065

Стык

1,15

0,65

  1.  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 удалении заусенцев, для определения потерь принимаем:

kп.р. =1,00;

kп.з. =1,00;

kп.я. =1,00;

kп.п. =1,00;

kп.ш. =1,02;

По [1 табл. 8-5] kп.у. =2,5.

  1.  Тогда потери холостого хода

,

(9.4)

Отклонение расчетных потерь от заданных 540 Вт  на 8,05 %.


  1.  РАСЧЕТ ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА

  1.  Удельные намагничивающие мощности для стали стержней, ярм и стыков приведены в таблице 10.1.Выбор производился по [1 табл. 8-9] для стали марки Э330А толщиной 0,35 мм

Таблица 10.1. – Удельные намагничивающие мощности для стали.

Место

Индукция, Тл

Намагничивающая мощность, ВА/кг

Намагничивающая мощность, ВА/см2

Стержень

1,63

3,05

3,10

Ярмо

1,6

2,62

2,66

Стык

1,15

1,0

  1.  При принятой конструкции магнитной системы и технологии её изготовления принимаем коэффициенты:

kт.р.=1;

kт.з.=1,1;

kт.я.=1,02;

kт.п.=1,04;

kт.ш.=1,02.

  1.  Найдем намагничивающую мощность холостого хода

,

(10.1)

  1.  Реактивная составляющая тока холостого хода

,

(10.2)

  1.  Активная составляющая тока холостого хода

,

(10.3)

  1.  Ток холостого хода

,

(10.4)

Отклонение от заданного тока холостого хода 2,4 % составляет 9,09 %.


  1.  ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

  1.  Внутренний перепад температуры

Обмотка НН

,

(11.1)

где:

– теплопроводность изоляции провода [1 табл. 9-1];

,

(11.2)

Обмотка ВН

  1.  Перепад температуры на поверхности обмотки

Обмотка НН

,

(11.3)

где:

– для естественного масляного охлаждения;

– для внутренней обмотки НН;

– по [1 табл. 9-3].

Обмотка ВН

  1.  Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу

Обмотка НН

,

(11.4)

Обмотка ВН

,

(11.5)

  1.  По [1 табл. 9-4] в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию гладкого бака с трубами.

Выберем изоляционные расстояния по [1 табл. 4-11]

S1=1,2 cм (для отвода Uисп=25 кВ, расстояние от стенки бака);

S2=1,7 cм;

S3=2,5 cм (для отвода Uисп=3 кВ);

S4=2,5 cм (для отвода Uисп до 325 кВ, [1 табл. 4-12]).

  1.  Длина бака

,

(11.6)

Принимаем 113 см.

  1.  Ширина бака

,

(11.7)

где:

– диаметр провода обмотки НН, принимаем 1 мм;

– диаметр провода обмотки ВН, принимаем 1 мм.

Принимаем 46 см.

  1.  Высота активной части бака

,

(11.8)

где:

– диаметр провода обмотки НН, принимаем 1 мм;

– диаметр провода обмотки ВН, принимаем 1 мм.

  1.  Общая глубина бака

,

(11.9)

где:

– минимальное расстояние от ярма до крышки бака [1 табл. 9-5];

Принимаем глубину бака 100см.

  1.  Допустимое превышение средней температуры масла над окружающим воздухом

,

(11.10)

  1.  Принимаем перепад температуры между маслом и стенкой бака 10 градусов и запас в 2 градуса, находим среднее превышение температуры стенки бака над воздухом

,

(11.11)

  1.  Определим поверхность конвекции гладкой части бака

,

(11.12)

  1.  Ориентировочная поверхность излучения бака

,

(11.13)

где  – для бака с трубами.

  1.  Ориентировочная необходимая поверхность конвекции

,

(11.14)

По [1 табл. 9-7] для мощности 180 кВ·А выбираем бак с 1 рядом овальных труб. Размеры трубы 7,5 Х 2 см, радиус закругления трубы R=18,8 см; прямой участок трубы  а1=20 см. Основные размеры указаны на рисунке 11.1.

  1.  Расстояние между осями труб

,

(11.15)

где:

– минимальное расстояние от крышки бака до оси трубы[1 табл. 9-8];

– минимальное расстояние от дна бака до оси трубы[1 табл. 9-8].

Рис. 11.1. – Основные размеры трубной части стенки бака трансформатора ТМ 180/10.

  1.  Длина трубы

,

(11.16)

  1.  Необходимая поверхность конвекции труб

,

(11.17)

  1.  Необходимая фактическая поверхность конвекции труб

,

(11.18)

где  – [1 табл. 9-6].

  1.  При поверхности трубы 0,16 м2 [1 табл. 9-7] необходимо иметь общую длину труб

,

(11.19)

  1.  Число труб в ряду для обеспечения этой общей длины должно быть

,

(11.20)

Принимаем

  1.  Шаг труб в ряду

,

(11.21)

  1.  Поверхность крышки бака

,

(11.22)

  1.  Поверхность излучения бака с трубами

,

(11.23)

  1.  Поверхность конвекции бака

,

(11.24)

где:

– [1 табл. 9-6];

– [1 табл. 9-6];

– [1 табл. 9-6].

  1.  Поверхность труб (фактическая)

,

(11.25)

  1.  Среднее превышение температуры стенки бака

,

(11.26)

  1.  Среднее превышение температуры масла вблизи стенки бака над температурой стенки

,

(11.27)

  1.  Превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха

,

(11.28)

  1.  Превышение температуры масла в верхних слоях

,

(11.29)

  1.  Превышение температуры обмоток над воздухом

Обмотка НН

,

(11.30)

Обмотка ВН

,

(11.31)

Превышение температуры масла в верхних слоях  и обмоток  лежит в пределах допустимого нагрева по ГОСТ 11677-65.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  Тихомиров П.М. Расчёт трансформаторов. Учебное пособие для вузов. Изд. 4-е перераб. и доп. М., Энергия, 1976 г.


ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Габаритный чертеж трансформатора            ТМ 180/10


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80782. Правовое регулирование государственной экологической экспертизы 30.41 KB
  Цели проведения экологической экспертизы: 1 проверка соответствия хозяйственной и иной деятельности экологической безопасности общества; 2 предупреждение возможных неблагоприятных воздействий хозяйственной деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы; 3 определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы. Законодательство РФ об экологической экспертизе: 1 Конституция РФ; 2 Федеральный закон от 23 ноября 1995 г. № 1...
80783. Общественная экологическая экспертиза 30.78 KB
  Вторым нормативным актом в этой области явился Федеральный закон Об экологической экспертизе 1995 г. Общественная экологическая экспертиза организуется и проводится по инициативе граждан и общественных организаций объединений а также по инициативе органов местного самоуправления общественными организациями объединениями основным направлением деятельности которых в соответствии с их уставами является охрана окружающей природной среды в том числе организация и проведение экологической экспертизы и которые зарегистрированы в порядке...
80784. Понятие и роль экономического регулирования в области охраны окружающей среды 30.11 KB
  Прежде всего он направлен на экономическое обеспечение рационального природопользования и охраны окружающей среды. Правовые требования касающиеся экономических мер природопользования и охраны окружающей среды содержатся в ряде законов и подзаконных актов относящихся к экологическому и к иным отраслям российского законодательства. Основные требования в данной области предусмотрены Федеральным законом Об охране окружающей среды .
80785. Плата за негативное воздействие на окружающую среду 31.12 KB
  Некоторые общие требования относительно платы за негативное воздействие на окружающую среду определяются в Федеральном законе Об охране окружающей среды ст. Определение размеров и взимание платы за загрязнение окружающей среды регламентируется на федеральном уровне достаточно подробно документом утвержденным постановлением Правительства Порядок определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды размещение отходов другие виды вредного воздействия. Исходными при определении платы за негативное воздействие на...
80786. Экологическое страхование 30.07 KB
  Для экологического страхования главным образом имеют значения положения ПС содержащиеся в статьях 927929931966 которые прямо закрепляют некоторые аспекты относящиеся к страхованию ответственности а именно: Обязательное страхование гражданской ответственности за причинение экологического вреда осуществляется в силу прямого указания закона Данный вид страхования может осуществляться хозяйствующими субъектами как за свой счет так и за счет заинтересованных лиц. Однако обязательное страхование ответственности за счет бюджета не...
80787. Понятие и виды юридической ответственности за нарушение правовых экологических требований 30.62 KB
  Под юридической ответственностью за экологические правонарушения понимается отношение между государством в лице специально уполномоченных органов в области охраны окружающей среды правоохранительных органов иными уполномоченными субъектами и совершившим экологическое правонарушение лицом физическим должностным или юридическим по применению к нарушителю соответствующего взыскания. Сущность юридической ответственности заключается в неблагоприятных последствиях наступающих для нарушителя. Посредством применения юридической ответственности...
80788. Ответственность за экологические преступления 30.98 KB
  К числу таковых отнесены незаконная добыча водных животных и растений незаконная охота нарушение законодательства Российской Федерации о континентальном шельфе и исключительной экономической зоне нарушение правил охраны и использования недр незаконная порядка леса уничтожение или повреждение лесов загрязнение водоемов и атмосферного воздуха загрязнение моря вредными веществами нарушение режима особо охраняемых природных территорий и природных объектов нарушение правил обращения экологически опасных веществ и отходов и др. Субъектами...
80789. Дисциплинарная и материальная ответственность за экологические правонарушения 31.43 KB
  Материальная ответственность заключается в обязанности работника возместить в установленном порядке и в определенных размерах имущественный ущерб причиненный по его вине предприятию организации в результате ненадлежащего исполнения им своих трудовых обязанностей. Для привлечения работника к материальной ответственности необходимы следующие условия ее наступления: 1 причинение работником прямого действительного ущерба. Неполученные доходы улучшенная выгода взысканию с работника не подлежат ст.
80790. Административная ответственность за экологические правонарушения 35.2 KB
  Понятие и виды экологического вреда. Принципы и порядок возмещения экологического вреда Вред причиняемый нарушением правовых экологических требований называется в доктрине экологического права экологическим или экогенным вредом. Новым для российского экологического права элементом экологического вреда является моральный вред. Так как природа удовлетворяет эстетические духовные потребности человека уничтожение к примеру зеленых насаждений в городах также может рассматриваться как фактор причинения морального вреда и соответственно должно...