Проект силового трёхфазного трансформатора мощностью 4300 кВА
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
? потока, на поверхности рассматриваемой обмотки НН или ВН, Вт/м2; ?- толщина изоляции провода на одну сторону, мм; lиз - теплопроводность изоляции провода, Вт/(см.С), определяют по табл. 9.1 стр. 424 [1]:
Изоляционный материалlиз, Вт/(м.С)Хлопчатобумажная лента лакированная0,27Бакелизированная полотняная лента0,27Лакоткани0,25Бумага промасленная0,14Бумага лакированная0,17Электроизоляционный картон0,17Картон лакированный0,14
Таким образом для многослойной цилиндрической обмотки НН с тремя радиальными каналами имеем:
Внутренний перепад в многослойных обмотках из провода прямоугольного сечения, т.е. в обмотке ВН, подсчитывается следующим образом:
где - потери, выделяющиеся в 1 м3 общего объема обмотки;
- радиальный размер одной катушки (наибольшей);
- средняя теплопроводность обмотки;
- теплопроводность междуслойной изоляции;
Среднее значение внутреннего перепада температуры обмотки НН или ВН составляет 2/3 полного перепада:
Для обмотки НН:
Для обмотки ВН:
Кроме внутреннего перепада температуры, различают перепады на поверхности обмоток: для обмотки НН и для обмотки ВН, которые зависят от плотности теплового потока соответственно q1 и q2, Вт/м2,:
Зная внутренний и внешний перепады температуры в обмотках, посчитывают для каждой из них среднее превышение температуры обмотки над средней температурой охлаждающего масла:
7.2Расчет системы охлаждения (бака, радиаторов, охладителей). Определение габаритных размеров трансформатора
По таблице 9.4 стр. 429 [1] в соответствии с мощностью трансформатора S = 4300 кВА выбираем конструкцию гладкого бака с радиаторами и прямыми трубами.
Определение минимальных изоляционных расстояний:
- изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до собственной обмотки, для отвода Uисп = 85 кВ, выбирается по табл. 4.12 стр. 200 [1];
- изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до стенки бака, для отвода Uисп = 85 кВ, покрытие 4 мм, выбирается по табл.4.11 стр. 199 [1];
- изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН, для отвода Uисп = 35 кВ, без покрытия, выбирается по табл. 4.12 [1];
- изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака, выбирается по табл. 4.11 [1];
- диаметр изолированного отвода обмотки ВН, выбирается согласно указаниями на стр. 430 [1];
- диаметр изолированного отвода обмотки НН.
Ширина бака:
Полученное значение округляется до
Длина бака:
где
Высота активной части:
Общая глубина бака:
где - расстояние от верхнего ярма до крышки бака, выбирается по табл. 9.5 стр. 431 [1] по классу напряжения обмотки ВН;
Для развития должной поверхности охлаждения целесообразно использовать радиаторы с прямыми тубами с расстоянием между осями фланцев Ар = 2200 мм, с поверхностью труб Птр = 6,893 м2, и двух коллекторов Пкк = 0,34 м2 (по таблице 9.9). Для установки этих радиаторов глубина бака должна быть принята:
Нб ? Ар + с1 + с2 = 2,2 + 0,085 + 0,1 = 2,385 м, принимаем Нб = 2,4 м.
Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки НН: С;
Найденное среднее превышение может быть допущено, так как превышение температуры масла в верхних слоях в этом случае будет: С;
Принимая предварительно перепад температуры на внутренней поверхности стенки бака С и запас 2С, находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха: С;
Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака: м2;
Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами:
м2;
Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения С:
м2;
Поверхность излучения составляется из:
поверхности гладкого бака: Пк,гл = 14,6 м2;
поверхности крышки бака:
м2,
где 0,16 - удвоенная ширина верхней рамы бака;
Пккр 0,5= 2,419 0,5 = 1,21 м2,
0,5 - коэффициент, учитывающий закрытие поверхности крышки вводами и арматурой.
Поверхность конвекции радиаторов:
Поверхность конвекции радиатора, приведённая к поверхности гладкой стенки по таблице 9.6: , где kф = 1,26,
Необходимое число радиаторов: ,
Принимаем 17 двурядных радиаторов с расстоянием между осями фланцев А = 2,2 м, и числом труб в ряду 10.
Поверхность конвекции бака:
Рис. 13 Трубчатый радиатор с прямыми трубами.
По рис. 13 указаны следующие размеры: B = 505 мм; С = 253 мм; А = 2400 мм;
7.3Определение превышений температуры обмоток и масла над воздухом
После окончательного установления размеров бака и определения поверхностей излучения и конвекции необходимо подсчитать действительные превышения температур обмоток и масла над температурой воздуха.
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой воздуха:
Среднее прев