Проектирование силового трансформатора с цилиндрическими слоевыми обмотками и масляным охлаждением
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
p;
Площадь поверхности ВН, закрытая рейками:
,
где число поверхностей обмотки ВН, закрытых рейками;
Площадь эффективной поверхности охлаждения обмоток ВН:
.
Определение массы обмоток, расчет основных и добавочных потерь в обмотках, отводах и баке. Проверка величины напряжения короткого замыкания
Средний диаметр обмотки НН:
.
Средний диаметр обмотки ВН:
.
Средний диаметр канала рассеяния:
.
Масса обмотки НН:
.
Масса обмотки ВН:
.
Общая масса обмоток:
.
Основные потери в обмотках ВН и НН:
;
,
где коэффициент, учитывающий регулировочные витки.
В предварительных расчетах коэффициент Роговского принимался равным . Теперь рассчитаем его значение:
.
Индукция потока рассеяния:
.
Добавочные потери в обмотке НН:
.
Добавочные потери в обмотке ВН:
.
Потери в отводах НН:
.
Потерями в отводах ВН пренебрегаем согласно рекомендациям п. 3.2.7 [1]. Приближенные потери в баке:
.
Суммарные потери короткого замыкания:
.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания:
.
Ширина приведенного канала рассеяния для обмотки ВН:
;
.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:
.
Увеличение реактивной составляющей за счет поперечного поля рассеяния: .
Напряжение короткого замыкания:
.
Полученное значение существенно отличается от заданного (5,5%). Причина состоит в том, что для низкой стороны задан несколько завышенное значение напряжения короткого замыкания. Для серийных трансформаторов ТМ 250/10 напряжение короткого замыкания не превышает 4%.
Кроме этого, как видно из расчетов, значение короткого замыкания существенно зависит от величины каналов рассеяния, которые в свою очередь, зависят от выбора величины изоляционных промежутков между обмотками. Поскольку по сравнению с предварительным расчетом величины промежутка между ВН и НН уменьшены в 2 раза, это сказывается на величине каналов рассеяния, а значит и на величине напряжения короткого замыкания. Поэтому для дальнейших расчетов принимаем
. Определение массы стали магнитопровода. Определение потерь в стали и тока холостого хода
Масса ярм:
,
где коэффициент усиления сечения ярма.
Масса стержней:
.
Масса стали магнитопровода трансформатора:
.
Масса углов магнитопровода:
.
Для значения индукции удельные потери магнитопровода согласно таблицы А7 [1] составляют: .
Удельные потери в стали магнитопровода с учетом добавочных потерь:
Потери в стали магнитопровода с учетом добавочных потерь:
.
Активная составляющая тока холостого хода:
.
Индукция в ярмах:
.
Среднее значение индукции:
.
Для значения индукции удельная намагничивающая мощность магнитопровода согласно таблицы А7 [1] составляют: .
Для значения индукции удельная намагничивающая мощность в стали (ярмах) согласно таблицы А7 [1] составляют: .
Для значения индукции удельная намагничивающая мощность в стыках (в воздушных зазорах между пластинами) согласно таблицы А7 [1] составляют: .
Реактивная составляющая тока холостого хода:
.
Ток холостого хода:
.
Удельная намагничивающая мощность с учетом увеличения ее за счет немагнитных зазоров:
.
Расчет механических напряжений в обмотках
Ударное значение тока внезапного короткого замыкания:
.
Радиальная сила, действующая на обмотки при коротком замыкании:
Напряжение на разрыв в проводнике обмотки:
,
что ниже предельно допустимого значения в 25 МПа.
. Тепловой расчет обмоток
Плотность теплового потока по поверхностям обмотки НН:
.
Аналогично, для поверхностей ВН:
.
Средняя тепловая нагрузка обмоток:
,
что отличается от предварительного значения на
.
Перегрев обмотки НН над температурой масла:
Перегрев обмотки BН над температурой масла:
Внутренний перепад температуры в обмотке ВН:
,
где теплопроводность бумажной пропитанной лаком изоляции провода, погруженного в масло.
Потери, выделяющиеся в 1 см2 общего объема обмотки ВН:
.
Условная теплопроводность обмотки ВН:
Средняя теплопроводность обмотки:
Внутренний перепад в обмотке ВН:
Средний температурный перепад в обмотке ВН:
.
Превышение температуры обмотки НН над средней температурой масла:
.
Превышение температ