Расчет силового трансформатора ТМ-250 кВА
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
и гладкой части бака, определяемый по рекомендациям /3, с. 131/.
Ориентировочная поверхность конвекции бака
Поверхность конвекции крышки бака
Пккр = 0,5[(Аб - Вб)(Вб + 0,16) + ?(Вб + 0,16)2/4] = 0,5 • [(1,083 - 0,58) • (0,58 + 0,16) + 3,14 • (0,58 + 0,16)2/4] = 0,401 м2.
Суммарная требуемая поверхность конвекции радиаторов
Пкр = Пк - Пкгл - Пккр = 9,3 - 3,093 - 0,401 = 5,806 м2.
Будем использовать радиатор с двумя рядами труб по двадцать труб в ряду (см. рисунок 11). Размеры Вр и Ср равны 505 и 253 мм соответственно /3, с. 137/.
Рисунок 11 - Трубчатый радиатор с прямыми трубами
Действительная поверхность конвекции бака с навесными радиаторами
Пкро = kфПктр + Пкк = 1,497 • 2,733 + 0,34 = 4,431 м2,
где kф - коэффициент формы поверхности, определяемый по таблице 7.9 /3, с. 136/;
Пктр - поверхность конвекции труб радиатора, определяемая по таблице 7.10 /3, с. 138/;
Пкк - поверхность конвекции коллекторов радиатора, определяемая по примечанию к таблице 7.10 /3, с. 138/.
Требуемое количество выбранных радиаторов
nр = Пкр/Пкро = 1,31 ? 2 шт.
Действительная поверхность конвекции бака с принятым количеством навесных радиаторов
Пк = Пкгл + Пккр + nрПкро = 3,093 + 0,401 + 2 • 4,431 = 12,36 м2.
Проверочный тепловой расчет трансформатора
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха
Среднее превышение температуры вблизи стенки над температурой стенки бака
Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха
Qмвв = 1,2(Qбв + Qмб) = 1,2(6,6 + 5,8) = 14,9 0С.
Превышение температуры обмотки НН над температурой окружающего воздуха
Qовн = Qонср + Qомн + Qбв + Qмб = 6,625 + 6,024 + 6,6 + 5,8 = 25,1 0С.
Превышение температуры обмотки ВН над температурой окружающего воздуха
Qовв = Qовср + Qомв + Qбв + Qмб = 1,029 + 9,335+ 6,6 + 5,8 = 22,8 0С.
Превышения температуры масла в верхних слоях и температуры обмоток над температурой окружающего воздуха не должны превышать допустимые значения для масляных трансформаторов по ГОСТ и ТУ /3, с. 130/. В нашем случае данные условия выполняются.
Оценка эксплуатационных свойств трансформатора
Основными характеристиками трансформатора, позволяющими в достаточной степени оценить его эксплуатационные качества, являются зависимости КПД трансформатора от величины его загрузки и его внешняя характеристика .
Зависимость изменения КПД трансформатора от величины его загрузки позволяет судить об эффективности разработанного трансформатора как преобразовательного устройства, определять коэффициент загрузки, обеспечивающих максимум КПД, анализировать изменения КПД как от величины нагрузки, так и от её характера.
Выражение, по которому определяется КПД трансформатора в относительных единицах, выглядит следующим образом:
,
где Рк и Рх - расчетные потери холостого хода и короткого замыкания, кВт;
Sн - номинальная мощность трансформатора, кВА;
- коэффициент мощности нагрузки, отражающих её характер;
Кзагр - коэффициент загрузки трансформатора в относительных единицах, равный отношению
.
Зададимся значениями cos?= (0.7;0.8;0.9) и кзазр = от 0.2 до 1.5. Таким образом рассчитываются и строятся графики изменения КПД как для стандартного трансформатора с заданными величинами Рк и Рх так и для разработанного трансформатора с расчетными величинами Рк и Рх .
На основе анализа полученных зависимостей делается заключение об эффективности разработанного трансформатора в сравнении со стандартным, определяется максимальное значение его КПД, достижимое при принятых условиях, находится коэффициент загрузки, соответствующих максимуму КПД.
Последний параметр определяется либо графически, либо по формуле:
.
Примечание: Данный трансформатор будет работать в режиме перегрузки.
Внешняя характеристика трансформатора отражает изменение напряжения на выводах вторичной обмотки в зависимости от величины нагрузки определенного характера.
Поскольку обмотки обладают вполне определенным электрическим сопротивлением, то при протекании по ним тока возникает падение напряжения . Величину этого падения в процентах номинального напряжения можно рассчитать по формуле:
.
Тогда выражение для построения внешней характеристики, с учетом предыдущей формулы, выглядит следующим образом:
Построим график зависимости ?=f(cos?; кзазр )
Рисунок 11 - График зависимости ?=f(cos?; кзазр ) трансформатора
1 - КПД разработанного трансформатора при cos ?, равном 0,9;
- КПД разработанного трансформатора при cos ?, равном 0,8;
- КПД разработанного трансформатора при cos ?, равном 0,7;
Построим график внешней характеристики по формуле:
Рисунок 12 - График внешней характеристики трансформатора
1 - КПД разработанного трансформатора при cos ?, равном 0,9;
- КПД разработанного трансформатора при cos ?, равном 0,8;
- КПД разработанного трансформатора при cos ?, равном 0,7;
Заключение
В курсовом проекте произведен расчет силового трансформатора типа ТМ - 250/10. Разработанный трансформатор имеет магнитопровод стержневой конструкции, набранный из листов холоднокатаной электротехнической стали марк?/p>