Курсовая работа (т): Проект трёхфазного масляного трансформатора

или  от заданного значения.

Активная составляющая тока холостого хода:

 (4.19)

Реактивная составляющая тока холостого хода:

 (4.20)

5. Тепловой расчет трансформатора

.1 Тепловой расчет обмоток

Внутренний перепад температуры обмотки НН:

где δ = 0,25 · 10^-3 м - толщина изоляции провода на одну сторону НН;

δ = 0,20 · 10^-3 м - толщина изоляции провода на одну сторону ВН;

λ_из = 0,17 Вт/(м · °С) - теплопроводность бумажной пропитанной маслом изоляции провода,

Внутренний перепад температуры обмотки ВН:

Перепад температуры на поверхности обмотки НН:

где k = 0,285 - постоянный коэффициент;

Перепад температуры на поверхности обмотки ВН:

.2 Тепловой расчет бака

В соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию бака со стенками в виде волн.

Минимальная ширина бака:

где s₁ = 28 мм - изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до собственной обмотки;₂ = 22 мм - изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до стенки бака;₃ = 25 мм - расстояние от неизолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН;₄ = 33 мм - изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака;

d₁ = 20 мм - диаметр изолированного отвода обмотки ВН;

d₂ = 10 мм - диаметр неизолированного отвода обмотки НН;

Длина бака:

Высота активной части:

где n = 50 мм - толщина прокладки под нижнее ярмо;

Принимаем расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над ярмом переключателя ответвлений обмотки ВН: H_а.к = 0,16 м.

Глубина бака:

Выбираем конструкцию бака со стенками в виде волн.

Принимаем:

a = 25 мм - ширина воздушного канала,

с = 10 мм - ширина масляного канала,

b = 210 мм - глубина волны,

d = 20 мм - диаметр скругления волны,

δ = 1 мм - толщина стенки,

H_в = 0,79 м - высота волны.

Поверхность излучения стенки:

Шаг волны стенки:

Развернутая длина волны:

Число волн:

принимаем 68 волн.

Определение коэффициента α:

где α - коэффициент;

Определение коэффициента учитывающего затруднение конвекции воздуха в воздушных каналах волн:

Поверхность конвекции стенки:

Поверхность верхней рамы бака:

Поверхность крышки бака:

Полная поверхность излучения бака:

Полная поверхность конвекции бака:

Определение превышений температуры масла и обмоток над температурой охлаждающего воздуха.

Среднее превышение температуры наружной поверхности стенки бака над температурой воздуха:

где k = 1,05 - коэффициент;

Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой внутренней поверхности стенки бака:

где k₁ = 1, при естественном масляном охлаждении,

Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха:

где σ = 1,2 - коэффициент;

Превышение средней температуры обмотки НН над температурой воздуха:

Превышение средней температуры обмотки ВН над температурой воздуха:

Превышения температуры масла в верхних слоях Θ_мвв меньше 60° C, что соответствует пределу допустимого нагрева по ГОСТ 11677-85. Из-за недостаточной площади охлаждения бака и соответствию допустимых габаритов температура обмоток Θ_ов получилась выше 65° C.

6. Характеристики трансформатора

.1 Внешняя характеристика трансформатора

k_нг = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25

где k_нг - коэффициент нагрузки.

Индуктивная нагрузка, при

Емкостная нагрузка, при

Активная нагрузка, при

Расчет выходного напряжения при индуктивных, ёмкостных, активных нагрузках при коэффициенте нагрузки от 0 до 1,25, заносим в таблицу 4.

Таблица 4

Внешняя характеристика представлена на рисунке 5.

Рисунок 6 - Внешняя характеристика

.2 Коэффициент полезного действия трансформатора

P_к = 3791 Вт - потери к.з.

P_х = 845 Вт - потери х.х.

S_ном = 250 кВ·А - номинальная мощность.

k_нг = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25.

Индуктивная нагрузка, при

Активная нагрузка, при

где η - коэффициент полезного действия;

Расчет коэффициента полезного действия при активной и индуктивной нагрузках при коэффициенте нагрузке от 0 до 1,25, заносим в таблицу 5.

Таблица 5

Характеристика коэффициента полезного действия представлена на рисунке 6.

Рисунок 7 - Коэффициент полезного действия

Заключение

В курсовом проекте был спроектирован трехфазный масляный трансформатор с плоской магнитной системой, с медными обмотками. Из-за неточности расчета и определенным габаритным размерам трансформатора получились данные не соответствующие номинальным данным по ГОСТ 11677-85:

- u_к = 3,449 %;

P_к =3791 Вт;

i₀ = 2,167 %;

P₀ = 845 Вт.

Список использованных источников

1. Тихомиров, П.М. Расчет трансформаторов [Текст]: учеб. пособие для вузов / П.М. Тихомиров.- 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 528 с.

. Брускин, Д.Э. Электрические машины [Текст]: учеб. для вузов / Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, В.С. Хвостов - М.: Высш. шк., 1979.Ч. 1 - 1979. - 288 с.

. Дель Г.В., Дормидонов Ю.А., Ерунов В.П. Методические указания к лабораторным работам по разделу «Трансформаторы» курса «Электрические машины». - Оренбург: ОГУ, 2000.-33 с.