Вход

Расчёт масляного трансформатора ТМН-10000/10

Курсовая работа*
Код 98824
Дата создания 2011
Страниц 44
Источников 5
Мы сможем обработать ваш заказ 24 сентября в 9:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
2 290руб.
КУПИТЬ

Содержание

Содержание
1Расчет основных электрических величин
2Расчет для обмоток из алюминиевого провода. Главные размеры
3Конструкция изоляции и минимально допустимые изоляционные расстояния
4Выбор конструкции обмотки
5Расчет обмоток НН
6Расчет обмотки ВН
7Определение потерь короткого замыкания
7.1.Электрические потери в обмотках
7.2.Электрические потери в отводах
7.3.Потери в стенках бака и других стальных деталях
7.4.Полные потери короткого замыкания (Вт):
7.5.Напряжение короткого замыкания
8Определение механических сил в обмотках
9Расчет потерь и тока холостого хода
9.1.Уточнение геометрических размеров
9.2.Потери холостого хода
9.3.Ток холостого хода
10Поверочный тепловой расчет обмоток
10.1.Превышения температуры активных частей
10.2.Тепловой расчет бака и охладительной системы
10.3.Определение фактических перегревов
10.4.Определение массы охлаждающей жидкости
11Технико – экономические показатели
12Расчет трансформатора с обмотками из медного провода Главные размеры
13Выбор конструкции обмотки
14Расчет обмоток НН
15Расчет обмотки ВН
16Определение потерь короткого замыкания
16.1.Электрические потери в обмотках
16.2.Электрические потери в отводах
16.3.Потери в стенках бака и других стальных деталях
16.4.Полные потери короткого замыкания (Вт):
16.5.Напряжение короткого замыкания
17Определение механических сил в обмотках
18Расчет потерь и тока холостого хода
18.1.Уточнение геометрических размеров
18.2.Потери холостого хода
18.3.Ток холостого хода
19Поверочный тепловой расчет обмоток
19.1.Превышения температуры активных частей
19.2.Тепловой расчет бака и охладительной системы
19.3.Определение фактических перегревов
19.4.Определение массы охлаждающей жидкости
20Технико – экономические показатели

Фрагмент работы для ознакомления

Число катушек:
,
Число витков в катушке:
,
Радиальный размер обмотки для двух катушек с масляным каналом между ними (мм):
,
Внутренний диаметр обмотки ВН (м):
,
Наружный диаметр обмотки ВН (м):
,
Расстояние между осями стержней (м):
,
Поверхность охлаждения обмотки (м2):
Определение потерь короткого замыкания
Электрические потери в обмотках
Потери в обмотках и отводах для номинальной рабочей температуры +750С.
Вес металла обмотки НН (кг):
,
где – удельный вес меди, кг/м3;
Вес металла обмотки ВН (кг):
Общий вес меди обмоток (кг):
,
Коэффициент добавочных потерь
Коэффициент добавочных потерь kд зависит от геометрических размеров проводника обмотки и их расположения по отношению к полю рассеяния трансформатора и определяется для каждой обмотки отдельно.
а) для обмотки из прямоугольного провода (НН):
,
размеры проводников обмоток «a» выражаются в (см).
где , числа m и n определяются по эскизу исходя из количества проводников обмоток в горизонтальном и вертикальном направлениях (рис. 2, 3);
– коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от расчетного,
.
б) для обмотки из прямоугольного провода (ВН):
,
где .
Электрические потери в обмотке НН (Вт):
,
Электрические потери в обмотке ВН (Вт):
,
Плотность теплового потока обмотки НН (Вт/м2):
Плотность теплового потока обмотки ВН (Вт/м2):
Электрические потери в отводах
Длина отводов НН (м):
Длина отводов ВН (м):
где м; – расстояние от края обмоток до ярма, снизу и вверху.
Вес меди отводов НН (кг):
Потери в отводах обмотки НН (Вт):
Вес меди отводов ВН (кг):
Потери в отводах обмотки ВН (Вт):
Потери в стенках бака и других стальных деталях
Минимальные размеры бака (м):
а) минимальная длина (м)
Принимаем длину бака .
б) минимальная ширина (м)
,
Принимаем ширину бака .
Минимальные изоляционные расстояния (мм):
S1 = 90 – от обмотки ВН до отвода НН;
S2 = 22 - от отвода НН до стенки бака;
S3 = 90 – от обмотки ВН до отвода ВН;
S4 = 28 – от отвода ВН до стенки бака;
S5 =90 – от обмотки ВН до стенки бака;
d1 = 10 - диаметр отвода НН;
d2 = 10 - диаметр отвода ВН.
Потери в стенках бака (Вт):
где коэффициент , , – периметр бака,
Полные потери короткого замыкания (Вт):
,
что составляет .
Напряжение короткого замыкания
Активная составляющая напряжения короткого замыкания (%):
,
Реактивная составляющая (%):
где – уточнённая ширина приведённого канала,
Напряжение короткого замыкания трансформатора (%):
,
что на больше заданного.
Определение механических сил в обмотках
Установившийся ток короткого замыкания обмотки НН (кА):
Iк.у1 = I1ф = 916,4∙,
Установившийся ток короткого замыкания обмотки ВН (кА):
Iк.у2 = I2ф = 577,35∙,
Мгновенное максимальное значение ударного тока короткого замыкания
обмотки НН (кА):
Iк.м1= kмIк.у1 = ∙1.843∙11,35 = 29,58,
где kм – коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока короткого замыкания:
,
Мгновенное максимальное значение ударного тока короткого замыкания обмотки ВН (кА):
Iк.м2 = kмIк.у2 = ∙1.843∙7.15 = 18,63,
Радиальная сила действующая на обмотки НН и ВН (кг):
,
Растягивающее напряжение на разрыв в проводе (кг/см2):
< 500 в допуске
Осевая сила (кг):
,
Осевая сила:
Foc″ = т.к. у обмоток ВН и НН одинаковая высота.
Максимальное значение сжимающей силы в обмотке (кг):
Fсж = Focев = 12340
Напряжение сжатия на опорных поверхностях (кг/см2):
а) обмотка НН:
< 180 – в допуске,
где SНН – сечение обмотки в плоскости , перпендикулярной к оси стержня.
.
б) обмотка ВН:
< 180 - в допуске,
где n = 12 – число прокладок по окружности обмотки;
b = 40 мм – ширина прокладки
Расчет потерь и тока холостого хода
Уточнение геометрических размеров
По диаметру стержня выбираем стандартные пакеты
а) число ступеней в стержне Nc = 8
б) коэффициент заполнения kкр = 0.92 (каналы шириной 6 мм).
в) число ступеней ярма Nя = 6
г) ширина крайнего наружного пакета ярма Ая = 230 мм
Размеры пакетов для нормированного диаметра стержня (табл. 2):
Таблица 2.
Ступени 1 2 3 4 5 6 7 8 Сердечник Ширина, мм 155 195 230 250 270 295 325 350 Высота, мм 9 13 9 10 16 26 35 39 Ярмо Ширина, мм – – 230 250 270 295 325 350 Высота, мм – – 31 10 16 26 35 39
Поперечное сечение каждого пакета стержня (м2): Пп = ап∙вп.
Геометрическое сечение ступенчатой фигуры стержня (м2):
,
Активное сечение стержня (м2):
,
Пс (расчетное) = 0,084 м2 – различие в 2,8% .
Поперечное сечение каждого пакета ярма (м2) Пя = ая∙вя
Геометрическое сечение ступенчатой фигуры ярма (м2):
,
Активное сечение ярма (м2):
,
Высота ярма (м):
,
где – общая ширина всех ступеней ярма, – число масляных каналов, – ширина канала охлаждения.
Вес стали стержней (кг):
,
где γс = 7600 кг/м3.
Вес стали в ярмах (кг):
а) вес частей ярм, заключенных между осями крайних частей (кг):
,
б) вес стали в угловых частях ярма (кг):
,
Полный вес стали двух ярм (кг):
,
Полный вес стали трансформатора (кг):
.
Потери холостого хода
Окончательное значение индукции в стержне (Тл):
,
Окончательное значение индукции в ярме (Тл):
,
Удельные потери в стали:
а) стержня – Рс =1,15 Вт/кг
б) ярма – Ря = 1,145 Вт/кг
Потери холостого хода (Вт):
Р0 (заданное) = 8000 Вт > Р0 (расчетное) = 6350 Вт на 20,7 %.
Коэффициент полезного действия трансформатора:
,
где Сos = 1 - коэффициент мощности нагрузки.
Ток холостого хода
Удельная намагничивающая мощность:
а) стержень qxc = 15,2 ВА/кг
б) ярмо qxя = 15 ВА/кг
в) стыки qxз = 1,92 ВА/см2
Полная намагничивающая мощность (кВА):
Реактивная составляющая тока холостого хода (%):
,
где S – полная мощность трансформатора.
Активная составляющая тока холостого хода (%):
,
Полный ток холостого хода в процентах от номинального (%):
что на выше заданного значения.
Поверочный тепловой расчет обмоток
Превышения температуры активных частей
Превышение средней температуры обмотки НН (0С):
,
где q1, q2 – плотность теплового потока по п. 16.1.7 и 16.1.8.
Превышение средней температуры обмотки ВН (0С):
Допустимое среднее превышение температуры масла над воздухом по наиболее нагретой обмотке (0С).
Обмотка НН – с наибольшим перегревом, следовательно:
,
Превышение температуры масла в верхних слоях с поправкой на расположение радиаторов (0С):
,
где поправка при
,
– полная высота бака; – высота радиатора (предварительно), – общее расстояние от дна до ярма снизу и от ярма до крышки сверху.
Тепловой расчет бака и охладительной системы
Выбираем конструкцию гладкого бака овальной формы с навесными радиаторами.
Ширина бака
В = 0,92 м
Длина бака
А = 2,23 м
Высота бака (см):
H = 2,7 м
Тепловая нагрузка бака
При по табличным данным определяем среднюю тепловую нагрузку бака: .
Потери, отводимые с поверхности бака (кВт)
,
где – периметр бака; –периметр крышки.
Потери, отводимые с поверхности радиаторов (кВт)
,
Необходимая поверхность радиаторов (м2)
,
Подбор радиаторов
Выбираем два трубчатых радиатора:
С поверхностью охлаждения Похл = 32,65 м2, в 9 рядов каждый.
Межосевое расстояние Hop = 1,1 м
Ширина радиатора lp = 0.709 м
Высота радиатора Hp = 1,295 м
Масса радиатора Mp = 357 кг
Масса масла в радиаторе Mm = 202 кг
Общая поверхность охлаждения радиаторов (м2)
Пp = 2∙32,65 = 65,3,
Определение фактических перегревов
Средний перегрев стенки бака (трубы) над воздухом (оС):
θб.в = =
Средний перегрев масла вблизи стенки по сравнению с температурой стенки бака (оС):
θм.б = 0,165 = 0,165
Перегрев верхних слоев масла над окружающим воздухом (оС):
θм.в.в = σ(θб.в + θм.б) = 1,2( 88 + 9,5 ) = 117
где σ = 1,2 – коэффициент, учитывающий перегрев верхних слоев над остальным маслом.
Перегрев средних слоев масла над воздухом (оС):
θм-в. = θм-б + θб-в = 9,5 + 88 = 97,5
Перегрев обмоток над окружающим воздухом (оС):
Обмотки ВН
θо-в2 = θо-м.ср2 + θм-б = 18,6 + 9,5 = 28,1 < 60 – в допуске
Обмотки НН
θо-в1 = θо-м.ср1 + θм-б = 11 + 9,5 = 20,9< 60 – в допуске
Перегревы не превышают допустимые.
Определение массы охлаждающей жидкости
Внутренний объем бака (м3):
Объем выемной части (м3):
,
где в – средний удельный вес выемной части (кг/м3)
Объем охлаждающей жидкости (м3):
Масса охлаждающей жидкости в баке трансформатора (кг):
где 0,9 кг/см3 – плотность охлаждающей жидкости при температуре 200.
Масса охлаждающей жидкости в радиаторах (кг)
Масса охлаждающей жидкости трансформатора (кг)
Вес трансформатора (кг):
Технико – экономические показатели
Удельный расход меди (кг/кВА):
,
Удельный расход электротехнической стали (кг/кВА):
.
Заключение
В ходе курсового проекта произведен расчет силового масляного трехфазного трансформатора ТМ –10000/10.
Полученные в ходе ручного расчета потери холостого хода, потери короткого замыкания, напряжение короткого замыкания, а также перегрев обмоток не выходят за пределы допустимых значений. В результате ручного расчета были получены незначительные отклонения тока холостого хода от заданных в меньшую сторону.
В качестве системы охлаждения были выбраны навесные радиаторы. Эта конструкция позволяет получить достаточную поверхность охлаждения,
В изготовлении бак с радиаторами так же имеет ряд преимуществ перед баком с трубами. Во-первых, нет необходимости в гнутых трубах и сварке или штамповке отверстий в заготовке стенки бака и возникает возможность замены ручной сварки труб со стенкой бака автоматической. Во-вторых, представляется возможность выделить изготовление радиаторов в отдельное производство.
Полученные перегревы обмоток и прочих частей трансформатора находятся в пределах нормы.
Литература
Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов: Учеб. для техникумов.– М.: Энергоатомиздат, 1990.– 256 с.: ил.
Урманов Р.Н., Павлинин В.М., Милайкин И.Ф. Расчет силовых масляных трансформаторов, под ред. Н.С. Сиунова.- Екатеринбург; УГТУ – УПИ, 2003 – 76c.
Липанов В.М. Дополнение к пособию по курсовому проектированию ‹‹ Расчет силовых масляных трансформаторов ››. – Екатеринбург; УГТУ – УПИ, 2003 – 32c.
Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов. Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.; Энергия,1976 – 544 c.
Павлов И.Ф., Ярошенко П.П. Конструкции трехфазных силовых трансформаторов – Екатеринбург; УГТУ – УПИ, 2001 – 51c.

Список литературы

Литература
1.Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов: Учеб. для техникумов.– М.: Энергоатомиздат, 1990.– 256 с.: ил.
2.Урманов Р.Н., Павлинин В.М., Милайкин И.Ф. Расчет силовых масляных трансформаторов, под ред. Н.С. Сиунова.- Екатеринбург; УГТУ – УПИ, 2003 – 76c.
3.Липанов В.М. Дополнение к пособию по курсовому проектированию ‹‹ Расчет силовых масляных трансформаторов ››. – Екатеринбург; УГТУ – УПИ, 2003 – 32c.
4.Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов. Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.; Энергия,1976 – 544 c.
5.Павлов И.Ф., Ярошенко П.П. Конструкции трехфазных силовых трансформаторов – Екатеринбург; УГТУ – УПИ, 2001 – 51c.
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала, который не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, но может использоваться в качестве источника для подготовки работы указанной тематики.
© Рефератбанк, 2002 - 2018