Расчет трехфазного трансформатора с плоской магнитной системой, с концентрическими цилиндрическими обмотками из алюминиевого провода

Отклонение полученных потерь холостого хода от заданных лежит в допустимых пределах.

Удельная намагничивающая мощность в стержне, ВА/кг

Удельная намагничивающая мощность в ярме, ВА/кг

Удельная намагничивающая мощность в косом стыке, ВА/кг

Полная намагничивающая мощность, ВА

где  - коэффициент, учитывающий влияние резки полосы рулона на пластины;

 - коэффициент, учитывающий влияние срезания заусенцев;   

 - коэффициент, учитывающий увеличение намагничивающей мощности в углах магнитной системы в зависимости от ширины пластины второго пакета;

 - коэффициент, учитывающий ширину пластины в углах магнитной системы;

 - коэффициент, учитывающий форму сечения ярма;

 – коэффициент, учитывающий прессовку магнитной системы;

 - коэффициент, учитывающий перешихтовку верхнего ярма.

Относительное значение тока холостого хода в процентах от номинального тока, %

Найдем отклонение полученного тока холостого хода от заданного, %

Отклонение полученных потерь холостого хода от заданных лежит в допустимых пределах.

Активная составляющая тока холостого хода, %

Реактивная составляющая тока холостого хода, %

Коэффициент полезного действия трансформатора, %

          2.1 Тепловой расчет обмоток

Расчет раздела ведем по методике, изложенной в [1].

Потери в единице объема обмотки НН, Вт/м³

Теплопроводность изоляции провода и межслойной изоляции

Число слоев в катушке обмотки НН

Плотность теплового потока на поверхности обмотки НН, Вт/м²

Внутренний перепад температуры в обмотке НН, ⁰С

Перепад температуры на поверхности обмотки НН, ⁰С

где  – постоянный коэффициент.

Превышение температуры обмотки над средней температурой масла, ⁰С

Потери в единице объема обмотки ВН, Вт/м³

Средняя условная теплопроводность обмотки ВН без учета межслойной изоляции

Средняя теплопроводность обмотки ВН

Число слоев в катушке обмотки ВН

Плотность теплового потока на поверхности обмотки ВН, Вт/м²

Внутренний перепад температуры в обмотке ВН

Средний перепад температуры в обмотке ВН, ⁰С

Перепад температуры на поверхности обмотки ВН, ⁰С

где  – постоянный коэффициент.

Превышение температуры обмотки ВН над средней температурой масла, ⁰С

            2.2 Тепловой расчет бака

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

Минимальная ширина бака, м

где  - изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до собственной обмотки, мм;

 - расстояние от отвода до стенки бака, мм;

 - изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН, мм;

 - диаметр изолированного отвода обмотки ВН, мм;

 - изолированное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака, мм;

 - диаметр изолированного отвода обмотки НН, мм;

 – изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до стенки бака, мм.

Длина бака, м

Высота активной части, м

где  - высота ярма прямоугольного сечения, м;

 - толщина прокладки под нижнее ярмо, м.

Расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над ярмом переключателя ответвлений обмоток ВН, м

Глубина бака, м

Поверхность верхней рамы бака, м²

Боковую поверхность выполняем полностью волнистой.

Высота волнистой стенки, м

Задаемся глубиной волны, м

Поверхность излучения стенки бака,  

Удвоенная ширина верхней рамы бака, м

Поверхность крышки бака,

Полная поверхность излучения бака,

Среднее превышение температуры масла над воздухом, ⁰С

где  - максимальное из средних превышений температуры обмотки ВН и НН над температурой масла, ⁰С.

Значение  меньше предельно допустимого значения 50 ⁰С.

Среднее превышение температуры стенки бака над воздухом, ⁰С

где    - среднее превышение температуры масла над стенками бака, ⁰С.

Суммарные расчетные потери в трансформаторе, Вт

Необходимая поверхность конвекции бака,

Необходимая дополнительная поверхность конвекции волнистой стенки,

Ширина масляного канала волны, м

С = 0,012 .

Ширина воздушного канала волны, м

Толщина стенки волны, м

δ = 0,001 .

Шаг волны, м

Развернутая длина волны, м

Число волн

Принимаем 80.

Коэффициент, учитывающий затруднение конвекции воздуха в каналах волн

Приведенная поверхность волнистой части бака,  

Полная поверхность конвекции бака,  

2.3 Окончательный расчет превышения температуры обмоток и  масла

Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха, ⁰С

где  – коэффициент, увеличивающий потери.

Среднее превышение температуры стенки бака над температурой масла, ⁰С

Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха, ⁰С

где  - коэффициент для трубчатых баков и рабов с радиаторами.

          Значение  меньше предельно-допустимого значения 60 ⁰С.

Средние превышение температуры обмотки НН, ⁰С

Значение  меньше предельно-допустимого значения 65 ⁰С.

Средние превышение температуры обмотки ВН, ⁰С

Значение  меньше предельно-допустимого значения 65 ⁰С.

Превышение температуры масла в верхних слоях обмоток лежат в пределах допустимого нагрева по ГОСТ 11677 – 85.

3.1 Расчет крышки бака

Расчет раздела ведем по методике, изложенной в [16].

Определим соотношение:

По справочным данным находим для  коэффициент α = 277.

Толщина крышки бака, м

где  – предельно - допустимое механическое напряжение