Проектирование трансформатора силового ТМ-400/10-66У1
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
в активной стали магнитной системы - составляют основную часть потерь холостого хода и могут быть разделены на потери от гистерезиса и вихревых токов.
Определение тока холостого хода трансформатора
Ток первичной обмотки трансформатора, возникающий при холостом ходе при номинальном синусоидальном напряжении и номинальной частоте, называется током холостого хода.
При расчете тока холостого хода трансформатора отдельно определяют его активную и реактивную составляющие.
Активная составляющая тока холостого хода вызывается наличием потерь холостого хода. Активная составляющая тока, А,
(6.1)
где Рх - потери холостого хода, Вт;
Uф - фазное напряжение первичной обмотки, В.
Обычно определяют не абсолютное значение тока холостого хода и его составляющих, а их относительное значение по отношению к номинальному току трансформатора I0, I0a, I0p, выражая их в процентах номинального тока.
Тогда активная составляющая, %,
(6.2)
или
где S - мощности трансформатора, кВА;
PX - потери холостого хода, Вт.
Расчет реактивной составляющей тока холостого хода усложняется наличием магнитной цепи трансформатора немагнитных зазоров. При этом расчете магнитная система трансформатора разбивается на четыре участка - стержни, ярма, за исключением углов магнитной системы, углы и зазоры. Для каждого из этих участков подсчитывается требуемая намагничивающая мощность, суммируемая затем по всей магнитной системе. Так же как и потери, реактивная составляющая тока холостого хода зависит от основных магнитных свойств стали магнитной системы и ряда конструктивных и технологических факторов, оказывающих на эту составляющую существенно большее влияние, чем на потери.
7. Тепловой расчет и расчет системы охлаждения
Тепловой расчет трансформатора проводится после завершения электромагнитного и механического расчетов его обмоток и магнитной системы.
Тепловой расчет бака отличается тем, что сама конструкция бака зависит в первую очередь от того теплового потока, который должен быть отведен с поверхности бака в окружающий воздух, и лишь во вторую очередь определяется требованиями механической прочности. Поэтому при тепловом расчете бака сначала рассчитывается допустимое среднее превышение температуры стенки бака над окружающим воздухом, затем по требуемой теплоотдаче приближенно определяется его охлаждаемая поверхность, затем подбираются размеры и число конструктивных элементов, образующих эти поверхности, - гладких стенок, труб, волн, охладителей, и, наконец, производится поверочный расчет превышения температуры стенок бака и масла над окружающим воздухом. При получении превышений температуры, отличающихся от допустимых, производится корректировка охлаждающей поверхности путем увеличения или уменьшения числа или размеров конструктивных элементов - труб, охладителей и т.д. После завершения теплового расчета бака производится проверка его конструкции на механическую прочность.
В виду того, что суммарные потери короткого замыкания и холостого хода для двух вариантов расчета трансформатора с медными и алюминиевыми обмотками отличаются мало, полный тепловой расчет проводим только для варианта с медными обмотками.
Тепловой расчет обмоток. Внутренний перепад температуры:
обмотка НН и ВН
где ? - толщина изоляции провода на одну сторону
q - плотность теплового потока на поверхности обмотки
?из -теплопроводность изоляции провода, определяемая для различных материалов по таблице.
Перепад температуры на поверхности обмоток:
обмотка НН и ВН
где k1,2,3 - коэффициент, учитывающий скорость движения масла внутри обмотки.
Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу:
обмотка НН и ВН
Тепловой расчет бака.
По таблице в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию гладкого бака.
Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака. До окончательной разработки конструкции внешние габариты прессующих балок принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.
Ширина бака, м
В = D2``+ (s1+s2+ +s3+s4+d1) 10-3
Изоляционные расстояния:
s1 - изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки и равное ему расстояние этого отвода s2 до стенки бака по таблице;
d1 - диаметр изолированного отвода обмотки ВН при классах напряжения 10 и 35 кВ, покрытие 4 мм, расстояние до прессующей балки ярма по табл. 4.11);
s3 - изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН по таблице;
s4- изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака по таблице;
d2 - диаметр изолированного отвода обмотки НН, равный d1 или размер неизолированного отвода НН (шины), равный 10-15 мм.
Длина бака, м
s5 - расстояние при испытательных напряжениях, может быть принято таким же, как и расстояние от неизолированного отвода до обмотки и определено по таблице.
Высота активной части, м
где n - толщина подкладки под нижнее ярмо (3050 мм).
Глубина бака, м
Н = На,ч+Ня,к
где Ня,к - расстояние от верхнего ярма трансформатора до крышки бака
Теплоотдача путем излучения со всей поверхности бака, Вт
где qи - удельная теплоотдача излучением с единицы излучаемой п