Проект силового трёхфазного трансформатора мощностью 4300 кВА
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
формула (7.2) ст. 305 [1]:
Определение добавочных потерь в обмотках:
Добавочные потери обмотки НН:
Где - коэффициент приведенного поля рассеяния.
Добавочные потери обмотки ВН:
Основные потери в отводах:
Длина провода отводов для соединения в звезду: .
Масса отводов НН:
Сечение отвода принимаем равным сечению провода обмотки:
Плотность металла отводов:
Потери в отводах НН:
Длина провода отводов для соединения в треугольник: ;
Масса отводов ВН:
Сечение отвода принимаем равным сечению провода обмотки:
Потери в отводах ВН:
Потери в стенках бака и других элементах конструкции до выяснения размеров бака определяем приближенно:
, где - коэффициент, определенный по таблице (7.1) ст. 319 [1].
Полные потери короткого замыкания:
Плотность теплового потока на поверхности обмотки НН (по 6.16) ст. 269 [1]:
где kд1 = 1,02.
Плотность теплового потока на поверхности обмотки ВН (по 6.16) ст. 269 [1]:
где kд1 = 1,02.
Значение q в целях недопущения чрезмерного нагрева обмоток в трансформаторах с естественным масляным охлаждением ограничивается или во всяком случае . Данный трансформатор этим требованиям удовлетворяет.
Отклонение расчётных потерь от заданных:
Полные потери короткого замыкания готового трансформатора не должны отклоняться от гарантийного значения, заданного ГОСТ более чем на 10 %.
5.2Определение напряжения короткого замыкания
Напряжением короткого замыкания UК двух обмоточного трансформатора называют напряжение, которое следует подвести к одной из обмоток при замкнутой накоротко другой обмотке, чтобы в обеих обмотках установились номинальные токи. Напряжение короткого замыкания определяет падение напряжения в трансформаторе при нагрузке, его внешнюю характеристику и ток короткого замыкания. Его рассчитывают в процентах от номинального напряжения первичной обмотки и учитывают при подборе трансформаторов на параллельную работу.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания:
где Рк - полные потери короткого замыкания, Вт; S - номинальная мощность
трансформатора, кВА.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:
Для определения реактивной составляющей напряжения короткого замыкания необходимо рассчитать ряд коэффициентов.
Числовой коэффициент - коэффициент определяющий распределение активных материалов в трансформаторе:
,
где l -высота обмотки по формуле, м; d12 -средний диаметр канала между обмотками, м.
Ширина приведенного канала рассеяния:
,
где а1 и а2 - радиальные размеры из расчетов обмоток НН и ВН, мм; а12 - ширина канала между обмотками, принимаемая по таблице 2.8.
Коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеального:
,
где ? - числовой коэффициент:
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,:
где f = 50 Гц - частота сети, Гц; S - мощность одной фазы трансформатора, кВА;
uв - напряжение одного витка, В; b, ар, kр, kq - числовые коэффициенты.
Напряжение короткого замыкания, %:
Значение uк не должно отличаться от Uк = 7,5% в задании на проектирование трансформатора более чем на 5%.
Расчетное напряжение короткого замыкания трансформатора должно удовлетворять значениям регламентированным ГОСТ. Согласно ГОСТ 11677-85, напряжение короткого замыкания готового трансформатора на основном ответвлении не должно отличаться от гарантийного значения, более чем на . Для того, чтобы отклонение напряжения короткого замыкания у готового трансформатора не выходило за допустимый предел, рекомендуется при расчете трансформатора не допускать отклонений в расчетном значении напряжения короткого замыкания более чем на гарантийного значения.
Таким образом расчетное значение напряжения короткого замыкания больше заданного на .
5.3Определение механических сил в обмотках
Процесс короткого замыкания трансформатора, являющийся аварийным режимом, сопровождается многократным увеличением токов в обмотках трансформатора по сравнению с номинальными токами, повышенным нагревом обмоток и ударными механическими силами, действующими на обмотки и их части. Наибольшую опасность при коротком замыкании представляют для обмоток трансформатора механические силы, возникающие между обмотками и их частями. Их необходимо учитывать при расчете и конструировании обмотки, к деформации или разрыву витков или разрушению опорных конструкций.
Проверка обмоток на механическую прочность при коротком замыкании включает: расчет максимального тока короткого замыкания трансформатора; определение механических сил между обмотками и их частями; определение механических напряжений в изоляционных опорных и межкатушечных конструкциях и в проводах обмоток; определение температуры обмоток при коротком замыкании.
Установившийся ток короткого замыкания на обмотке НН и ВН по ф