(6.10)

где - коэффициент материала обмоток, для меди - 1,68, алюминия - 2,71;

- реальная плотность тока в данной обмотке, А/мм² ;

- диаметр голого (неизолированного) проводника обмотки, мм;

- то же изолированного проводника, мм;

- толщина междуслойной изоляции, мм.

В этом случае внутренний перепад температуры в обмотке , ^оС,

(6.11)

где - радиальный размер (толщина) катушки, при разделении катушки на

части - толщина наиболее широкой катушки, мм;

- средняя теплопроводность обмотки, Вт/(м ?^оС)

(6.12)

где - условная теплопроводность обмотки без учета междуслойной изоляции,

(6.13)

- теплопроводность междуслойной изоляции, для кабельной бумаги

= 0,17 Вт/(м ? ^оС);

- теплопроводность витковой изоляции, для хлопчатобумажной

пряжи = 0,27 Вт/(м ? ^оС).

Средний перепад температуры в многослойных обмотках

(6.14)

Перепад температуры на поверхности обмоток (перепад «обмотка - масло») для одно- и двухслойных обмоток из прямоугольного провода и многослойных обмоток из круглого провода, ^оС,

(6.15)

для винтовых и катушечных обмоток с горизонтальными каналами

(6.16)

Среднее превышение температуры обмотки над маслом, ^оС,

(6.17)

6.4 Расчет необходимой и реальной поверхности охлаждения

Теплопередача «бак - воздух» осуществляется путем конвекции и лучеиспускания (излучения). В предварительном расчете поверхность излучения для трансформаторов с номинальной мощностью более 50 кВ·А

(6.18)

где - поверхность конвекции гладкой части бака.

В свою очередь поверхность конвекции гладкой части бака может быть определена по найденным выше размерам овального бака трансформатора, м²:

(6.19)

где - поверхность крышки, м² ,

(6.20)

Размеры бака в формулах (6.19) и (6.20) подставляются в миллиметрах, крышка бака берется больше его ширины на 160 мм (2 80) - для размещения крепежных болтов и уплотнительного кольца.

Допустимое превышение температуры обмоток над воздухом для класса термостойкости изоляции А составляет 65^оС, отсюда допустимый перепад температуры «масло - воздух», ^оС,

(6.21)

при этом берется наибольшее из найденных по формуле (6.17) значений .

Расчет перепада температуры «бак - воздух» зависит от выполнения условия: , 60^оС,

если оно выполняется,

если не выполняется,

Превышение температуры «масло - бак» (5 - 6) ^оС.

Необходимая для успешного охлаждения трансформатора поверхность конвекции определяется выражением, м²:

(6.22)

Полученную по формуле (6.22) величину нужно сравнить с найденной ранее поверхностью гладкой части бака. Для заданного диапазона мощностей обычно оказывается, что поверхности гладкой части бака недостаточно для эффективного охлаждения трансформатора. Дополнительная поверхность охлаждения может быть получена с использованием волн, труб и навесных радиаторов (охладителей). В настоящее время наибольшее распространение находят баки с навесными радиаторами. Конструкции последних могут быть разнообразными: с прямыми или гнутыми трубами, круглого или овального сечения. Основные технические данные радиаторов с гнутыми трубами Запорожского трансформаторного завода и с прямыми трубами завода «Уралэлектротяжмаш» приведены в табл. 6.1 и 6.2.

Т а б л и ц а 6.1

Основные технические данные радиаторов с гнутыми трубами

При выполнении курсовой работы студенты могут воспользоваться данными по любой иной конструкции (со ссылкой на источник) или сконструировать охладители самостоятельно.

Основанием для выбора того или иного типа радиаторов служат поверхность охлаждения одного радиатора (с учетом поверхности патрубков и коллекторов) и расстояние между осями верхнего и нижнего патрубков для соединения с баком трансформатора .

Размер находится по известной высоте (глубине) бака, мм:

, (6.23)

где 340 мм - технологический запас. По данному размеру подбирается радиа-тор и рассчитывается необходимое количество радиаторов:

(6.24)

где - коэффициент формы, равный 1,26 для радиаторов с трубами овального сечения, и 1,4 - с трубами круглого сечения; при использовании обдува радиаторов .

Рис. 6.2 Размеры охладителей

Необходимо обязательно проверить возможность размещения найденного по формуле (6.24) числа радиаторов на баке трансформатора. С этой целью на миллиметровой бумаге вычерчивается в масштабе бак и располагаются симметрично (по возможности) выбранные охладители, размеры которых приведены на рис. 6.2. Минимальное допустимое расстояние между трубами соседних одинарных радиаторов - 100 мм, двойных - 160 мм, такое же расстояние допускается между краями коробчатых коллекторов охладителей завода «Уралэлектротяжмаш».

Если радиаторы данной конструкции не размещаются на баке, следует выбрать другую конструкцию или несколько увеличить высоту бака так, чтобы появилась возможность выбрать другой радиатор с большей поверхностью охлаждения. В некоторых случаях для уменьшения числа радиаторов бывает целесообразным усилить интенсивность охлаждения путем использования принудительного обдува радиаторов.

Т а б л и ц а 6.2

Основные технические данные радиаторов

завода “Уралэлектротяжмаш”

7. РАСЧЕТ ВЕСОВЫХ ДАННЫХ ТРАНСФОРМАТОРА

7.1 Полная рабочая масса трансформатора

Для сравнения вариантов, предварительного расчета фундамента и т. п. часто требуется знание полной массы трансформатора в рабочем состоянии.

Масса активной части трансформатора слагается из массы стали (см. подразд. 5.1) и проводников обмоток:

(7.1)

где - масса проводов -й обмотки с учетом массы изоляции, кг.

Масса металла бака, кг,

(7.2)

где - толщина стенок бака, = 5 - 8 мм;

- плотность металла бака, = 7850 кг / м².

Для определения массы масла необходимо из полного объема бака трансформатора вычесть объем активной части (сердечника в сборе).

Объем овального бака, м³,

, (7.3)

ориентировочный объем активной части, м³,

(7.4)

где - условная плотность активной части, составляющая 5750 кг/ м³ для трансформаторов с медными обмотками и 5250 кг/ м³ - с алюминиевыми.

Таким образом, масса масла в баке, кг,

(7.5)

где - плотность масла, = 900 кг/ м³ .

Полная масса масла слагается из массы масла в баке, в расширителе и радиаторах. Массу масла в расширителе принимают равной 0,1, масса масла в одном радиаторе указана в [1, табл. 9.9], тогда

(7.6)

где - число радиаторов.

В заключении курсовой работы необходимо дать анализ основных параметров трансформатора и сравнить с заданием и типовыми трансформаторами.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Т и х о м и р о в П. М. М.: Энергоатомиздат, 1986. 527 с.

2. Холоднокатаные электротехнические стали: Справочник. М.: Метал-лургия, 1989. 167 с.

3. Расчет потерь и тока холостого хода преобразовательных транс-форматоров: Метод. указания // Уралэлектротяжмаш. Свердловск, 1985. 41 с.

Размещено на Allbest.ru