Курсовой проект по "Электромеханика"

  

6.1. Расчет сопротивлений  обмоток НН и ВН постоянному  току и масс обмоточного провода 

6.1.1. Активное сопротивление  обмоток НН и ВН при расчетной  температуре 

- разомкнутая длина  одного провода на  

номинальном ответвлении  обмотки НН 

- разомкнутая длина  одного провода на номинальном  ответвлении обмотки ВН 
 
 
 
 

6.1.2. Масса обмоточного  провода ВН и НН 
 
 
 
 
 

6.2. Расчет основных  потерь в обмотке НН 

6.2.1. Основные потери  в функции тока и сопротивления  в обмотке НН 
 
 
 
 

6.2.2. Основные потери  в обмотке НН и ВН в функции  плотности тока и массы провода 
 
 
 
 

6.2.3. Сумма основных  потерь в обмотках НН и ВН 
 
 

Таблица 6.1. Результаты расчета основных потерь в обмотках НН и ВНПараметр Обмотка

НН ВН 

Lпар, м 190 1754 

Rобм, Ом 0.019 1,066 

Gпр, кг  574.17 853.3 

Росн=f(I,R), Вт 

1.003·104 

1.566·104 

Росн=f(j, Gпр), Вт 

1.003·104 

1.259·104 
 

  
 

6.3. Расчет составляющих  добавочных потерь в обмотках  ВН и НН 

6.3.1. Индукция осевого  поля рассеяния 

-магнитная проницаемость  воздуха 
 
 
 
 

6.3.2. Удельные потери  от осевой составляющей поля  рассеяния в обмотках НН и  ВН 
 
 
 
 

6.3.3. Полные потери  от осевой составляющей поля  рассеяния в обмотках НН и  ВН 
 
 
 
 

6.3.4. Радиальная составляющая  поля рассеяния 

Индукция на участках 1-2 и 2-3 обмотки 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.3.5. Удельные потери  от радиальной составляющей поля  рассеяния в обмотках НН и  ВН на участках 1-2 и 2-3 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.3.6. Полные потери  на участках 1-2 и 2-3 от радиальной  составляющей поля рассеяния  в обмотках НН и ВН 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.3.7. Потери от  радиальной составляющей поля  рассеяния в обмотках НН и  ВН 
 
 
 
 

Таблица 6.3. Результаты расчетов добавочных потерь от вихревых токов, вызванных осевой и радиальной составляющих поля рассеянияПАРАМЕТР Обмотка

НН ВН 

Вос Тл 0,055 0,055 

рв.ос Вт/кг 0,263 0,761 

Рв.ос Вт 150,815 649,304 

Врад 1 Тл 0,022 0,022

2 0,00549 0,00549

1-2 0,025 0,025

2-3 0,00549 0,00549 

рв.рад 1-2 Вт/кг 0,35 2,259

2-3 0,017 0,108 

Gпр 1-2 Кг 28,709 42,667

2-3 258,378 384,007 

Рв.рад 1-2 Вт 10,056 96,4

2-3 4,31 41,314 

ΣРв.обм.рад Вт 27,732 275,428 
 

  

6.3.8. Расчет добавочных  потерь от циркулирующих токов,  вызванных осевым полем рассеяния 

kтранс=0.125 - коэффициент  относительной эффективности типа  транспозиции 

-функция типа  транспозиции и числа параллельных  проводов 
 
 
 
 

6.4. Расчет добавочных  потерь в металлоконструкциях 

6.4.1. Межосевое расстояние 
 
 

6.4.2. Наружный диаметр  обмоток 

- средний диаметр  между обмотками ВН и РО 
 
 

6.4.3. Ширина бака 

bобм_Б=0.365 м -усредненное  расстояние от наружной обмотки  до стенки бака 
 
 
 

6.4.4. Длина бака 
 
 

6.4.5. Периметр бака 
 
 

6.4.6. Средний радиус  бака 
 
 

6.4.7. Добавочные потери  в металлоконструкциях 

k=2.20 

-поток одного  стержня 

6.4.8. Общие потери  короткого замыкания 
 
 

Полученные из расчета  потери короткого замыкания имеют  отклонение от заданных потерь (Pк.з. =49·103 Вт) в рамках, установленных ГОСТ (10%). 
 

7. Расчет напряжения  короткого замыкания 

7.1. Активная составляющая  напряжения к.з. 
 
 

7.2. Полное напряжение  к.з. 
 
 

Полученное из расчета  напряжение короткого замыкания  имеет отклонение от заданного напряжения (Uк.з. =10,5 %) в рамках, установленных  ГОСТ (10%). 
 

8. Расчет потерь  и тока холостого хода 

  

8.1 Расчет массы  магнитопровода 

8.1.1. Масса стержней  магнитопровода 

Kзап=0,96 - коэффициент  электротехнической стали с жаростойким  покрытием γст=7,65·103  кг/м3 - плотность  электротехнической стали 

-объем стержней 
 
 

8.1.2. Масса углов  магнитопровода 

-объем угла 
 
 

8.1.3. Масса ярм  магнитопровода 

где Кус.яр=1,02 -коэффициент  усиления ярма 

-объем ярм 
 
 
 

8.1.4. Полная масса  магнитопровода 
 
 

8.2. Потери холостого  хода 
 
 
 
 
 
 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8.3 Намагничивающая  мощность, потребляемая трансформатором  при холостом ходе 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8.4. Реактивная составляющая  тока холостого хода 
 
 
 

9. Тепловой расчет  трансформатора 

  

9.1 Расчет превышения  температуры катушки над маслом (для обмоток ВН и НН) 

9.1.1. Удельная тепловая  нагрузка теплоотдающей поверхности  катушки 

-ширина прокладки  обмотки НН 

-ширина прокладки  обмотки ВН 

- 

коэффициент закрытия части поверхности катушки изоляционными  прокладками, создающими канал между  катушками обмоток ВН и НН 

-коэффициент, учитывающий  действие добавочных потерь, равный  отношению суммы добавочных потерь  в обмотках ВН и НН к основным  потерям в них 
 
 
 
 

9.1.2. Расчет превышения  температуры катушки над маслом 

Kкат=0,7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9.2. Расчет превышения  температуры масла над воздухом 

9.2.1. Превышение температуры  масла над воздухом исходя  из норм нагрева масла 

-расстояние от  бака до нижнего ярма 

-расстояние от  бака до верхнего ярма 

-нормализованная  величина превышения температуры  верхних слоев масла над температурой  окружающей среды 

ΔHБ=0,15 м  

-высота бака 

Hмо=3 
 
 
 
 

-коэффициент, учитывающий  взаимное расположение тепловых  центров трансформатора 
 
 

9.2.2. Превышение температуры  масла над воздухом исходя  из норм нагрева обмоток 

Qобм=65 0С 
 
 

9.3. Расчет количества  радиаторов для системы охлаждения  типа Д 

9.3.1. Расчетные потери  трансформатора 
 
 

9.3.2. Удельная тепловая  нагрузка поверхности бака 
 
 

9.3.3. Тепловой поток,  отводимый поверхностью бака 
 
 

9.3.4. Тепловой поток,  отводимый радиатором 
 
 

9.3.5. Удельная тепловая  нагрузка радиатора 

Kохл=0,22 - для системы  охлаждения Д 
 
 

9.3.6. Необходимое  число радиаторов 
 
 

Рис.9.2. Эскиз для  расчета высоты бака 

Fрад=52 м2 - теплоотдающая  поверхность одного радиатора 
 
 
 

10. Компоновка активной  части в баке 

  

10.1. Определяем ширину  бака 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ось бака  
 

11. Выбор вспомогательного  оборудования трансформатора 

  

11.1 Выбор расширителя 

11.1.1 Внутренний объем  гладкого бака 

- ширина бака  по рисунку  

- длина бака по  рисунку 
 
 

- средняя плотность  активной части (для алюминиевой  обмотки) 

11.1.2 Объем, занимаемый  активной частью 
 
 

11.1.3 Общая масса  масла 

-масса масла в  радиаторах-элементах систем охлаждения  трансформатора 
 
 

11.1.4 Выбор размеров  расширителя 

Расширитель выбирается по рассчитанной массе масла трансформатора из табл.12.1 и табл.12.2 [1] 

Основные размеры  расширителя: 

Масса масла в  расширителе - 1342 кг 

Объем расширителя - 3150 л 

Длина расширителя - 2520 мм 

Толщина стенок - 4 мм 

Внутренний диаметр  расширителя - 1260 мм 

11.2 Выбор термосифонного  фильтра 

Термосифонный фильтр выбирается из учета массы масла  трансформатора 

11.2.1 Выбор необходимой  массы селикагеля 

Из табл.12.3 выбираем необходимое количество селикагеля в зависимости от массы масла  в трансформаторе 

Масса селикагеля - 320 кг 

11.2.2 Размеры фильтра 

Из табл. 12.4. выбираем: 

Диаметр фильтра  Д - 585 мм 

Высота фильтра  Н - 1890 мм 

Расстояние от оси  фильтра до фланца L - 290 мм 

Расстояние между  осями верхнего и нижнего патрубков A - 1560 мм 

11.3. Выбор радиаторов  системы охлаждения 

Выбор типа радиатора  производим из расчета высоты бака по расстоянию между осями верхнего нижнего патрубков Нмо, которое  должно быть на 200...300 мм меньше высоты бака 

11.3.1 Характеристики  радиатора (табл.9.1 [1]) 

Выбираем радиатор типа Мо-3000 

Расстояние между  осями верхнего и нижнего патрубков  Нмо - 3000 мм 

Масса масла в  радиаторе - 328 кг 

Масса радиатора - 538 кг 

Теплоотдающая поверхность  одного радиатора Fрад - 52 м2 

Количество радиаторов охлаждения – 2 
 

12. Описание конструкции  трансформатора