- ТМ-630 Трансформатор силовой трехфазный масляный мощностью 630 кВА
- Основные эксплутационные характеристики ТМ-630
- Условное обозначение трансформаторов ТМ-630
- Состав и устройство трансформатора ТМ-630.
- Контрольно-измерительные приборы и сигнальная аппаратура трансформатора ТМ-630.
- Курсовая работа: Проектирование силового трансформатора мощностью 630 кВА
ТМ-630 Трансформатор силовой трехфазный масляный мощностью 630 кВА
Трансформаторы масляные серий ТМ-630 а также трансформаторы ТМЗ-630 предназначены для работы в электросетях напряжением 6 или 10кВ 35 кВ в открытых электроустановках в условиях умеренного климата (исполнение У1 по ГОСТ 15150-69) и служат для понижения высокого напряжения питающей электросети до установленного уровня потребления. Трансформатор помещен в бак с маслом для охлаждения и предотвращения разрушение обмоток трансформатора от внешней среды.
Основные эксплутационные характеристики ТМ-630
Гарантированный срок эксплуатации трансформатора ТМ-630 – 3 года со дня ввода трансформатора в эксплуатацию.
Установленная наработка на отказ – не менее 630000 ч.
Полный срок службы ТМ-630 – не менее 30 лет.
Частота питающей сети – 50Гц.
Напряжение на стороне ВН – 6; 6,3; 10; 10,5; 27,5; 35 кВ.
Напряжение на стороне НН – 0,4; 0,23 и 0,69 кВ.
По Вашему требованию можно трансформаторы ТМ-630, изготовить на стороне ВН и НН с иными значениями напряжений, а также нестандартные трансформаторы
Условное обозначение трансформаторов ТМ-630
Состав и устройство трансформатора ТМ-630.
Трансформатор ТМ-630 состоит из: бака с радиаторами, крышки бака, расширительного бачка и активной части.
Бак снабжен пробкой для взятия пробы масла и пластиной для заземления трансформатора. Наружная поверхность бака окрашена атмосферостойкими серыми, светло-серыми или темно-серыми красками (возможно изменение тона окраски). Все уплотнения трансформатора выполнены из маслостойкой резины.
Бак трансформатора состоит из:
- стенок, выполненных из стального листа толщиной от 2,5 мм до 4 мм. (в зависимости от мощности трансформатора);
- верхней рамы;
- радиаторов;
- петель для подъема трансформатора
- дна с опорными лапами (швеллерами).
На крышке трансформаторов ТМ и ТМГ установлены:
- вводы ВН и НН
- привод переключателя;
- петли для подъёма трансформатора
- предохранительный клапан (на трансформаторах типа ТМГ и ТМГФ),
- мембранно–предохранительное устройство
- мановакуумметр
Расширительный бачок используется для компенсирования изменений обьема масла, зависящее от внешних факторов. Бачок снабжен:
- Метками min и max уровня масла в трансформаторе
- гороловиной для долива масла
Контрольно-измерительные приборы и сигнальная аппаратура трансформатора ТМ-630.
Уровень масла в трансформаторах контролируется визуально по указателю уровня масла, который расположен:
- на стенке маслорасширителя у трансформаторов типа ТМ и ТМФ;
- на стенке бака у трансформаторов ТМГ и ТМГФ.
При наличии термоузла дополнительно осуществляется контроль температуры верхних слоев масла в баке трансформатора спиртовым термометром.
Источник
Курсовая работа: Проектирование силового трансформатора мощностью 630 кВА
Название: Проектирование силового трансформатора мощностью 630 кВА Раздел: Промышленность, производство Тип: курсовая работа Добавлен 18:28:30 02 июля 2010 Похожие работы Просмотров: 4680 Комментариев: 21 Оценило: 8 человек Средний балл: 5 Оценка: 5 Скачать | |||||||
Между ВН и НН, мм | Между ВН и ВН, мм | ||||||
a12 | δ12 | lЦ2 | a22 | δ22 | |||
25 | 30 | 9 | 3 | 15 | 10 | — |
2.1.7. Для испытательного напряжения обмотки НН (UННисп =5 кВ) находим изоляционные расстояния (по табл.4.4 [1]):
Таблица 2. Изоляция обмоток НН для масляных трансформаторов
Uисп для НН, кВ | НН от ярма, l0 , мм | НН от стержня, мм | |||
ац 2 | δ01 | lЦ1 | а01 | ||
25 | 30 | — | Картон 2х0,5 | — | 5 |
2.1.8. Активная составляющая напряжения короткого замыкания, %:
Uка =1,14%
2.1.9 Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %:
Uкр ==4,87%
2.2. Выбор марки стали и конструкции магнитной системы.
Выбираем пространственную навитую неразрезную трехфазную магнитную систему, состоящую их трех навитых колец. Сечение каждого полукольца вписано в окружность. Прессовка стержней осуществляется стеклолентой шириной 20мм. Ярма не прессуются. Эскиз на рисунке 1.
Материал магнитной системы – холоднокатаная анизотропная электротехническая сталь марки 3406, толщина листа 0,27мм. Изоляционное покрытие — нагревостойкое без лакировки. Индукция в стержне Вс = 1,6Тл (по табл.2.4 [1]). Коэффициент заполнения сталью kз =0,95 (по табл.2.2 [1]), коэффициент заполнения круга kкр =0,904 (стр.371 [1]).
Коэффициент заполнения круга сталью – kc =kкр ·kз =0,95 · 0,904=0,859.
рис.1. Эскиз магнитопровода трансформатора.
2.3. Расчет основных коэффициентов.
ap =, где а12 =0,009м (табл.1),
S I =210 кВА – мощность на один стержень,
ap =мм –
ширина приведенного канала рассеяния.
Kp =0,95 — коэффициент Роговского, приводит идеализированного поля рассеяния к реальному.
При анализе влияния коэффициента βна основные параметры трансформатора, было выявлено, что оптимальным, с точки зрения минимизации потерь, является значение β= 1,326. Значение всех коэффициентов и величин при β = 1,0, 1,326, 1,5, 1,8 приведены в таблице 3. Окончательное значение коэффициента было скорректировано так, чтобы диаметр стержня d=0,19м.
Таким образом, принимаем: β = 1,326.
x=
,
400,246 кг, где а = 1,4 · 1,06 (по табл.3.4 [1]);
= 29,1 кг, где l0 =0,03м (табл.1);
198,43 кг, где b=0,4·1,25 (по табл.3.5 [1]);
=10,736кг;
K0 =1,2×10 -2 — для алюминия (стр. 132 [1]);
264.769 кг,
где kд = 0,93 – коэффициент добавочных потерь (по табл.3.6 [1]);
41,811;
МПа;
Gc ==406,494 кг;
Gя =257,56 кг;
2.7. Определим потери холостого хода (по пункту 8.2 [1]):
Pх =kпт ·kпи ·pс ·Gст , где kпт = 1,06 – коэффициент, учитывающий технологические факторы;
kпи =1,33 – коэффициент, учитывающий искажение
формы кривой магнитного потока и индукции;
pc =1.080 Вт/кг – удельные потери в стали 3406 при индукции 1,6 Тл;
Pх =kпт ·kпи ·pс ·Gст = 1,06·1,33·1,080·664,053=1011 Вт, что составляет примерно 78% от заданного значения (1011·100/1300 = 77,77%);
2.8. Полная намагничивающая мощность:
kти =1,50 – коэффициент, учитывающий искажение
формы кривой магнитной индукции;
qc =1.560 ВА/кг – полная удельная намагничивающая
мощность в стали 3406 при индукции 1,6 Тл;
2.9. Относительное значение тока холостого хода:
i0 = 0,284%,
что составляет примерно 18,9% от заданного значения (0,284·100/1,5 = 18,933%);
i0 a = 0,16% —
активная составляющая тока холостого хода.
Gо = кг — масса металла обмоток;
Gпр =1,13·Go =1,13·229,93=259,82 кг — масса провода с изоляцией;
2.11. Плотность тока в обмотках:
J= 1.511 A/мм 2 , где k1 =12,75 – для алюминия;
2.12. Растягивающее напряжение в проводе обмотки:
σ=М·х 3 =6,435·1,073 3 =7,952 МПа;
2.14. Расстояние между стержнями:
Lo = 0,668 м;
Пс = =0,024 м 2 ;
2.19. Относительная стоимость активных материалов:
2.20. Сведем полученные значения в таблицу 3:
Таблица 3. Предварительный расчет трансформатора типа ТМВГ-630/6, с навитой пространственной магнитной системой и алюминиевыми обмотками.
β | 1,0 | 1,2 | 1,326 | 1,5 | 1,8 |
x= | 1,000 | 1,047 | 1,073 | 1,107 | 1,158 |
400,246 | 382,412 | ||||
А2 ·х 2 =29,1·х 2 | 29,100 | 31,877 | 33,509 | 35,64 | 39,041 |
Gc = + А2 ·х 2 | 429,346 | 414,289 | 406,494 | 397,303 | 384,590 |
B1 ·x 3 =198,43·х 3 | 198,430 | 227,506 | 245,197 | 268,953 | 308,363 |
B2 ·x 2 =10,736·х 2 | 10,736 | 11,760 | 12,363 | 13,149 | 14,404 |
Gя = B1 ·x 3 + B2 ·x 2 | 209,166 | 239,267 | 257,560 | 282,101 | 322,766 |
Gc т =Gc +Gя | 638,512 | 653,556 | 664,053 | 679,404 | 707,356 |
Pх =1,06·1,33·1,080·Gст | 972,19 | 995,10 | 1011,00 | 1034,00 | 1077,00 |
Qx =1,15·1,5·1,560·Gc т | 1718 | 1759 | 1787 | 1828 | 1903 |
i0 = | 0,273 | 0,279 | 0,284 | 0,290 | 0,302 |
Gо = | 264,769 | 241,700 | 229,930 | 216,183 | 197,347 |
Gпр =1,13·Go | 299,189 | 273,121 | 259,820 | 244,287 | 223,002 |
Сакт =kос ·Gпр +Gст | 1120 | 1093 | 1082 | 1073 | 1066 |
J= | 1,408 | 1,474 | 1,511 | 1,559 | 1,631 |
σ=М·х 3 =6,435· х 3 | 6,435 | 7,378 | 7,952 | 8,722 | 10,000 |
d=A·x=0,177·х | 0,177 | 0,185 | 0,190 | 0,196 | 0,205 |
Lo = | 0,825 | 0,720 | 0,668 | 0,609 | 0,531 |
С=a·A·x+a12 +a22 +b·A·x | 0,370 | 0,387 | 0,396 | 0,408 | 0,426 |
Проанализируем таблицу. Допуск на потери холостого хода +7,5%, на значение тока холостого хода +15%, рекомендованная плотность тока 1,2-2,5 А/мм 2 , допустимое σ=25 МПа. Перечисленные величины, при взятых выше β лежат в пределах допусков.
Целью данного проекта является расчет трансформатора, имеющего минимальные потери на ХХ и минимальный расход стали. Однако должна также учитываться масса обмоток и стоимость активных материалов. В связи с этим, считаю оптимальным значение β равным примерно 1,3-1,4. Примем диаметр стержня равным 0,19м и получим β=1,326. Дальнейший расчет трансформатора ведем с применением этого значения.
3. Расчет обмотки низкого напряжения.
Для удобства расчетов примем высоту обмоток Lo =0,665м, тогда значение β=1,332.
3.1 Число витков обмотки НН:
WHH = витков, округлим полученное число до целого:
Тогда: uv ==8,66 В;
ПНН = =348,8 мм 2 ;
Выбираем тип обмотки из алюминиевой ленты, шириной 665мм и толщиной b=0,5мм, сечением ПННВ =332,5 мм 2 ;
JНН =1,585 А/мм 2 ;
Принимаем плотность теплового потока на поверхности обмотки:
3.4. Максимальный радиальный размер катушки обмотки:
bp =0,0185 м, где k3 =0,8 для цилиндрических обмоток;
В этот размер можно уложить не более 37 витков. Разбиваем обмотку на две катушки по w=23 витка в каждой с изоляцией из кабельной бумаги К-120 и охлаждающим каналом, между катушками 6мм.
3.5. Радиальный размер обмотки:
Итак, радиальный размер обмотки примерно d1 = 34мм.
3.6. Внутренний и внешний диаметры обмоток:
3.7. Плотность теплового потока:
qHH = =663,168Вт/м 2 , где k3 – коэффициент закрытия поверхности,
kД – коэффициент добавочных потерь, определен в пункте 5.2.1.
3.8. Масса алюминиевой ленты и изоляции:
Основываясь на эскизе обмотки НН (рис. 2) определим массу алюминия и кабельной бумаге (плотность алюминия γА =2700 кг/м 3 , а бумаги γбум = 750 кг/м 3 ):
Объем алюминия и изоляции:
Масса алюминия и изоляции:
рис.2. Структура обмотки НН.
С торцов обмотки кабельная бумага выступает на 10мм, к этим частям бумаги приклеиваются ленты картона, для придания жесткости торцевым частям обмотки и дополнительной изоляции.
4. Расчет обмотки высокого напряжения.
Обмотка ВН соединена в треугольник, соответственно регулировочные витки располагаем в середине (рис.3) катушки, так как при другом расположении витков контакты переключающего устройства попадают под номинальное напряжение. С учетом этого обстоятельства возможно применение только непрерывной катушечной обмотки (в случае применения механического переключателя).
Обмотку выполняем из прямоугольного алюминиевого провода марки АПБ.
4.1. Число витков при номинальном напряжении:
WВ H =витков;
4.2. Число витков на одной ступени регулирования (+/- 5%):
wp =36 витков
4.3. Число витков на 5 ступенях регулирования:
Напряжение, В | Число витков |
6612 | 727+36=763 |
6456 | 727+0,5·36=745 |
6300 | 727 |
6144 | 727-0,5·36=709 |
5988 | 727-36=691 |
4.4. Плотность тока в обмотке ВН:
ПВН =23,191 мм 2 ;
АПБ сечением ПВН =20,8мм 2 .
4.6. Уточненная плотность тока в обмотке ВН:
JВН =1,602 А/мм 2 .
nкат = 44,04 катушки, где
b / — ширина провода с изоляцией, м;
hk – осевой канал между катушками, м.
4.8. Число витков в катушке:
W =, принимаем 18.
Таблица 4. Данные катушек обмотки ВН
Данные | Условные обозначения катушек | Всего | ||
А | Б | В | ||
Назначение катушки | Основная | Основная | Регулир. | — |
Число катушек | 11 | 26 | 6 | 43 |
Число витков в катушке | 17 | 18 | 18 | — |
Всего витков | 187 | 486 | 108 | 763 |
Радиальный размер, ap , мм | 45* | 45 | 45 | — |
* — вплетаются полосы картона до радиального размера 45мм.
рис.3. Схема выполнения ответвлений в обмотке НН при ПБВ.
Размер масляного канала в месте разрыва обмотки 8мм. В обмотке 31 осевой канал шириной 4,5мм и 10 каналов 4мм. Итого:
L=43·11,1+31·4,5+10·4+8=664,8 мм – высота обмотки.
рис.4. Структура обмотки ВН.
4.10. Плотность теплового потока:
qВ H = =392,14 Вт/м 2 , меньше значения из графика 5.34 [1].
Между обмотками ВН и НН помещаем бумажно-бакелитовый цилиндр толщиной 3мм, внутренним диаметром 137мм.
4.11. Масса алюминия (формула 7.7 [1]):
GВН =8,47·10 3 ·с·Dср ·w·ПВН =8,47·10 3 ·3·331·763·20,8=133,5 кг, где
Dcp – средний диаметр обмотки;
4.12. Внутренний и внешний диаметры обмоток:
Алюминиевого провода потребовалось на 5,3кг меньше, чем было рассчитано в пункте 2.10.
5. Расчет параметров короткого замыкания
PоснНН =12,75·JHH ·GHH =12,75·1,585·91,1=2920 Вт (при t 0 обмоток 75 0 С);
5.2.1. Добавочные коэффициенты:
kд =1+0,037·10 -4 ·β 2 ·a 4 ·n 2 – коэффициент добавочных потерь, где
β=,
где b – осевой размер проводника,
а – радиальный размер проводника;
β== =0,95
kдНН =1+0,037·10 -4 ·β 2 ·a 4 ·n 2 =1+0,037·10 -4 ·0,95 2 ·0,5 4 ·46 2 =1,0004
β== =0,651,
где m – число проводников в радиальном направлении
kдВН =1+0,037·10 -4 ·β 2 ·a 4 ·n 2 =1+0,037·10 -4 ·0,651 2 ·2,0 4 ·43 2 =1,008
Длина провода при соединении в звезду:
Длина провода при соединении в треугольник:
5.2.3. Потери в стенках бака:
Pбак =10·k·S=10·0,015·630=94,5 Вт , где k по табл.7.1 [1].
Для номинального напряжения:
Pk =7581 – 0,05·PоснВН ·kдВН =7581 – 0,05·4371·1,008=7361 Вт;
=2,24% — отклонение от заданного значения.
5.4. Напряжение короткого замыкания.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания:
ua =1.168%;
kp =1 – σ(1 – e -1/ σ ) – коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеализированного;
σ= ;
kp =1 – σ(1 – e -1/ σ )= 1 – 0,042(1 – e -1/0,042 )=0,958;
ар =а12 += 0,009+=0,035мм;
up / ===4,938%
kq =1+=1+1,001;
Реактивная часть напряжения КЗ:
uk = = =5,079%
=1,6% — отклонение от заданного значения.
5.5. Определение механических сил в обмотках
Для трансформаторов мощностью менее 1,0 МВА действующее значение наибольшего установившегося тока КЗ:
IкуВН =656,291 А;
kmax = – по таблице 7.3 [1], коэффициент учитывающий максимально возможную апериодическую составляющую тока КЗ;
ikmax = =2,1·656,291=1378 А – ударный ток короткого замыкания;
σsHH = МПа;
σs В H = МПа;
от предельно допустимого значения 25МПа;
F / ос = Н;
F // ос = Н,
где l // — расстояние от стержня до стенки бака;
Рис.5. Сжимающие силы в обмотке ВН.
FсжВН = F / ос — F // ос =20690 – 13230=7464 Н – на высокой стороне;
Рис.6. Сжимающие силы в обмотке НН.
FсжНН = F / ос + F // ос =20690 + 13230=33920 Н – на низкой стороне;
σсжНН =МПа, где
— средний диаметр обмотки НН;
а / — радиальный размер алюминиевых лент (суммарный);
Обмотки после сборки прессуются силой, близкой к 34кН.
5.6. Температура обмоток спустя 5с после возникновения КЗ:
Θ===156 0 С,
где J – средняя плотность тока.
Температура соответствует допустимой норме — 200 0 С.
6. Расчет магнитной системы
6.1. Полное сечение стержня:
Пфс =м 2 ;
6.2. Определение размеров кольца:
Рис.7. Полукольцо магнитопровода.
где lтех – отступ необходимый для разъемного диска, который фиксирует два кольца при вращении (намотка стеклоленты, обмотки);
Размер «окна» между двумя стержнями:
b=0,113м;
Координата центра тяжести сечения стержня:
r=0,02м – радиус сопряжения ярмо-стержень;
R==0,374м;
Длина средней линии кольца по положению центра тяжести:
α=arcsin0,251 рад =14,4 о ;
Lcp ==
==1,99м;
6.3. Масса стали навитой магнитной системы:
γст =7650 кг/м 3 – плотность электротехнической стали (холоднокатаной);
Масса стали получилась на 109,8кг меньше рассчитанной в предварительном расчете. Однако, это делает некоторые преимущества, например, уменьшились и потери холостого хода, ток холостого хода, уменьшилась стоимость трансформатора, так как сталь марки 3406 дорогостоящая (уменьшение массы стали дает большую экономию, чем уменьшение массы обмоток), трансформатор стал значительно легче, что в наше время является важным фактором.
Сечение полукольца можно рассматривать состоящим из 4 пакетов. На самом деле магнитопровод навивается из ленты стали переменной ширины. Чтобы отходов стали было как можно меньше, ленту сваривают из 4 отрезков точечной сваркой. В данном случае имеем:
1 отрезок ленты: ширина от 26,8мм до 78,2мм; 165 слоев;
2 отрезок ленты: ширина от 78,2мм до 94,7мм; 87 слоев;
3 отрезок ленты: ширина от 94,7мм до 109,4мм; 176 слоев;
2 отрезок ленты: ширина от 109,4мм до 94,9мм; 128 слоев.
Между полукольцами укладывается изоляция из электрокартона в 1 слой – 0,5мм. Полукольца подвергаются отжигу. Скрепление двух полуколец осуществляется стеклолентой шириной 20мм.
7. Расчет потерь холостого хода и тока холостого хода.
7.1. Расчет потерь холостого хода:
В рассматриваемой пространственной системе следует учитывать, что при расчетной индукции в стержне Вс, первая гармоническая составляющая индукции, в отдельных частях магнитопровода, может достигать значения в 1,15 раза больше. При этом возникает гармоническая составляющая потока, которая уменьшает значение индукции в 1,14 раз. Соответственно максимальным значение индукции в системе можно считать принятое Вс. Понятие угла в данной системе не имеет места, однородность каждого кольца позволяет не разделять его на стержни и ярма.
где kпт = 1,06 – коэффициент, учитывающий технологические факторы;
kпи =1,33 – коэффициент, учитывающий искажение формы кривой магнитного потока и индукции;
pc =1.080 Вт/кг – удельные потери в стали 3406 при индукции 1,6 Тл;
Pх =kпт ·kпи ·pс ·Gст = 1,06·1,33·1,080·555,8=846,2 Вт, что составляет примерно 65% от заданного значения (846,2·100/1300 = 65,1%).
7.2. Расчет тока холостого хода:
Полная намагничивающая мощность:
где kтт =1,15 –коэффициент, учитывающий несовершенство технологии и отжига;
kти =1,50 – коэффициент, учитывающий искажение формы кривой магнитной индукции;
qc =1.560 ВА/кг – полная удельная намагничивающая мощность в стали 3406 при индукции 1,6 Тл;
Относительное значение тока холостого хода:
i0 = 0,237%, что составляет примерно 15,8% от заданного значения (0,237·100/1,5 = 15,827%);
i0 a = 0,134% — активная составляющая тока холостого хода.
8. Тепловой расчет трансформатора.
8.1. Обмотка низкого напряжения:
Потери, выделяющиеся в 1 м 3 общего объема обмотки:
pa =69730 Вт, где а – толщина ленты;
0,439 Вт/м· 0 С – средняя теплопроводность обмотки;
Внутренний перепад температуры:
Θ0НН =3,89 о С;
Средний перепад температуры:
Перепад на поверхности обмотки:
ΘомНН =0,285·qНН 0,6 =0,285·663,16 0,6 =14,055 0 С;
Среднее превышение температуры над средней температурой масла:
8.2. Обмотка высокого напряжения:
Внутренний перепад температуры:
Θ0ВН =0,583 о С;
Средний перепад температуры:
Перепад на поверхности обмотки:
ΘомВН =k1 k2 k3 ·qВН 0,6 =1,0·1,0·1,05·0,35·392,14 0,6 =13,3 0 С , где (коэффициенты взяты в пункте 9.5 [1]):
k1 – учитывает скорость движения масла внутри обмотки;
k2 – учитывает затруднение конвекции масла в каналах;
k3 – учитывает влияние на конвекцию масла горизонтальных каналов;
Среднее превышение температуры над средней температурой масла:
9. Расчет основных геометрических размеров бака трансформатора
Расстояние от обмотки ВН до стенки бака:
Отвод НН изготавливаем из алюминиевой шины сечением 32х10мм; шина приваривается точечной сваркой к концу обмотки НН; шина не изолируется. Отвод ВН делаем из того же провода, из которого сделана обмотка.
По табл.4.11 [1] определяем расстояние от обмотки до стенки бака:
S3 =25мм – расстояние от обмотки до отвода;
S4 =25мм – расстояние от отвода до стенки бака;
Расстояние от обмотки до стенки бака – 60мм.
Подкладку под ярмо изготавливаем из буковых досок толщиной 50мм.
Расстояние от ярма до крышки принимаем 140мм (меньше приведенного в табл.9.5 [1], так как ярмо пространственной системы имеет совершенно иную конструкцию, чем ярмо плоского магнитопровода).
Итак, высота стенки бака Нбак =1280мм.
10. Тепловой расчет бака. Окончательный расчет превышений температуры обмоток и масла
Рис.9. Эскиз стенки бака, вид сверху.
Системой охлаждения трансформатора является его волнистые стенки (см рис.9). Параметры системы охлаждения:
Ширина волны: 12мм (снаружи);
Поверхность излучения стенки (по эскизу):
где П – периметр волнистой стенки;
Пр =0,1·t·n=0,1·0,037·74=0,274 м 2 , где t – шаг волн;
Полная поверхность излучения:
Поверхность конвекции стенки:
где lв – периметр одной волны;
Полная поверхность конвекции:
10.2. Окончательный расчет превышений температуры обмоток и масла.
Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха:
Θбв =43,8 о С;
Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой стенки бака:
Θмб =1,0·0,1655,4 о С;
Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха:
Θмвв =1,2(Θмб +Θбв )=1,2·(43,8+5,4)=59 o C, что меньше нормы – 60 о С.
Превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха для обмотки НН:
Превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха для обмотки ВН:
11. Определение массы масла и конструктивных материалов.
11.1. Масса конструктивных материалов.
Волнистая часть бака изготовлена из стали толщиной 1мм. По эскизу определили периметр волнистой стенки: 21,9м; примем плотность конструкционной стали 7850 кг/м 3 , тогда масса волнистой стенки:
Сверху (50мм) и снизу (60мм) гладкие участки стенки бака изготовлены из стали толщиной 4мм, аналогично получим массу этой части стенки бака: 9,5кг.
Днище изготавливаем из стали толщиной 6мм, масса днища: 26,2кг.
Крышку изготавливаем из стали толщиной 8мм, масса крышки: 34,8кг.
Таким образом, приблизительная масса стального бака:
Площадь одной волны: 0,0013м 2 ;
Объем бака: Vбак = 0,555·1,280+0,0013·74·1,17=822 л.
Объем активной части (среднюю плотность активной части принимаем 5500кг/м 3 ):
Приблизительная масса трансформатора:
582+954+271,5=1808 кг, с учетом наличия различных устройств, например, вводов, термодатчиков и тп, швеллеров и катков, можно принять приблизительную массу трансформатора 1900кг.
12. Расчет КПД трансформатора
η=98,714%
Полученный КПД является достаточно высоким для трансформатора такой мощности, что свидетельствует о правильности расчета.
Стоимость стали 3406 в настоящее время приблизительно 100р/кг, стоимость провода АПБ примем 80р/кг, масла – 35р/кг, стоимость конструкционной стали — 30р/кг. Тогда можно рассчитать приблизительную стоимость этих материалов, используемых в трансформаторе:
Gст ·100=555,8·100=55580 руб – приблизительная стоимость стали 3406;
Gпр ·80=239·80=19140 руб – приблизительная стоимость провода АПБ;
GМ ·35=582·35=20370 руб – приблизительная стоимость масла;
Gбак ·30=271,5·30=8145 руб – приблизительная стоимость тонколистовой стали.
В данном курсовом проекте был рассчитан трехфазный трансформатор с пространственной навитой магнитной системой, герметичного исполнения ТМВГ-630/6,3. В процессе расчета были выявлены преимущества данной магнитной системы над плоской:
· Меньший расход электротехнической стали;
· Меньше потери холостого хода;
· Меньше ток холостого хода;
· Меньше масса трансформатора;
В подтверждение – сравнение задания на расчет и его результаты:
Задание на проектирование | Полученные результаты |