Силовой трехфазный двухобмоточный трансформатор с масляным охлаждением
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?ре подразделяют на следующие составляющие:
основные потери в обмотках НН и ВН, вызванные рабочим током, P01 и Р02;
- добавочные потери в обмотках НН и ВН, от токов, наведенных полем рассеяния;
- - основные потери в отводах между обмотками и вводами, Ротв1 и Ротв2;
потери в стенках бака и других металлических элементах конструкции трансформатора, вызванных полем рассеяния обмоток, Р.
Средний диаметр, см, обмоток НН и ВН соответственно:
Масса металла, кг, обмоток НН и ВН соответственно:
G01 = К ? DCР1 ? W1 ? П1 ?10 - 5 = 35.51 кг,
G02 = К ? DСР2 ? W2H ? П2 ?10 - 5 = 48.47 кг,
где К = 25.4 - для алюминиевых обмоток;
П1 и П2 - сечения витков обмоток, мм2.
Основные потери, Вт, в обмотках НН и ВН, соответственно:
где К = 12.75 - для алюминиевых обмоток;
?1 и ?2 - реальная плотность тока в обмотках НН и ВН, А/мм2.
Масса металла обмотки ВН с учетом витков верхних ступеней регулирования, кг,:
.
Полная масса металла обмоток трансформатора, кг,:
.
Для расчета добавочных потерь в обмотках НН и ВН от потока рассеяния ФР (рис. 4) необходимо определить коэффициенты. Для обмоток из прямоугольного провода:
где m - число проводников в осевом направлении обмотки;
l - высота обмотки, см;
bПР - размер прямоугольного провода в осевом направлении обмотки, см;
КР - коэффициент приведения поля рассеяния (КР = 0.93 - 0.98).
Коэффициенты, учитывающие добавочные потери в обмотке НН КД1 и в обмотке ВН КД2, рассчитывают по формулам:
где n - число проводников в радиальном направлении обмотки;
аПР - размер прямоугольного провода в радиальном направлении обмотки, см;
К - числовой коэффициент для алюминиевых обмоток (К = 0.037).
Рис. 4.
Расчет основных потерь в отводах обмоток НН н ВН сводится к определению длины проводников и массы металла отводов.
Сечение отвода НН н ВН Потв равно соответственно сечению витка обмотки. Общая длина отводов для соединения обмоток в звезду:
Масса металла отводов, кг, обмотки ВН и НН:
где ? - плотность металла отводов (? = 2700 кг/м3 для алюминия).
Основные потери в отводах обмотки НН и ВН соответственно, Вт,:
где К = 12.75 - для алюминиевых обмоток.
Потери в стенках бака и других стальных деталях трансформатора, Вт,:
,
где Sн - номинальная мощность трансформатора, кВ?А;
К - коэффициент, выбираемый по таблице 4.1.
Таблица 4.1.
КоэффициентМощность, кВ.АДо 10001000-63006300-10000К0.1-0.150.2-0.30.3-0.4
Полные потери короткого замыкания, Вт,:
Потери короткого замыкания, полученные по формуле (107) не должны превышать более чем на 5% значения Рк в задании на проектирование трансформатора.
.7 кВт > 3.65 кВт.
Условие выполняется.
4.2 Расчет 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;
Sн - номинальная мощность трансформатора, кВ?А.
.
Для определения реактивной составляющей напряжения короткого замыкания необходимо рассчитать ряд коэффициентов.
Числовой коэффициент:
,
где l - высота обмотки по формуле (6), см;
d12 - средний диаметр канала между обмотками, см.
Ширина приведенного канала рассеяния, см,:
,
где а1 и а2 - радиальные размеры из расчетов обмоток НН и ВН, см;
а12 - ширина канала между обмотками, принимаемая по таблице 2.8.
.
Коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеального:
,
где ? - числовой коэффициент.
Рис. 5.
Расчетный размер lх, см, определяющий различие по высоте обмоток НН и ВН (рис.5), зависит от типа обмотки ВН и схемы регулирования напряжения.
При вычислении lх следует считать, что трансформатор работает на средней ступени регулирования напряжения BH, когда через 2Wp витков обмотки не проходит ток нагрузки.
.
Коэффициент, учитывающий взаимное расположение обмоток НН и ВН:
,
где m - числовой коэффициент m = 0.75 при расположении обмоток как на рис. 5;
l1 - высота обмотки НН, см.
.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,:
,
где f = 50 Гц - частота сети, Гц;
S - мощность одной фазы трансформатора, кВ?А;
Uв - напряжение одного витка, В;
?, ар, Кр, Кq - числовые коэффициенты.
Напряжение короткого замыкания, %,:
Значение Uк не должно отличаться от Uк в задании на проектирование трансформатора более чем на 5%.
Требование выполняется.
4.3 определение механических сил в обм