Расчет трехфазного масляного трансформатора

средняя теплопроводность обмотки 

где коэффициент 
 

Средний перепад температуры обмотки  ВН 

Перепад температуры на поверхности обмотки  НН,  

где коэффициент, учитывающий скорость движения масла  внутри обмотки для естественного  масляного охлаждения принимаем

коэффициент, учитывающий затруднение конвекции  масла в каналах внутренних обмоток  НН

коэффициент, учитывающий влияние на конвекцию  масла в зависимости от отношения  высоты к глубине масляного канала по [1, табл. 9.3]

Перепад температуры на поверхности обмотки  ВН,  

Полный  средний перепад температуры  от обмотки НН к маслу,  

Полный  средний перепад температуры  от обмотки ВН к маслу,  

Тепловой  расчет бака.

По [1, табл. 9.4] при мощности 100-6300 кВА выбираем конструкцию гладкого бака с навесными  радиаторами с прямыми трубами. Этот тип бака является более технологичным  в производстве, чем бак с охлаждающими гнутыми трубами и в последние  годы пришел ему на замену [1, с. 437]. В  изготовлении бак с прямыми радиаторами  имеет преимущество перед баком  с трубами, поскольку отпадает необходимость  в гибке труб и сверлении или  штамповке отверстий под трубы  в заготовке стенки бака, возникает  возможность замены ручной сварки труб со стенкой бака автоматической сваркой  труб с коллекторами и, главное, возможность  выделить изготовление радиаторов в  отдельное самостоятельное производство.

Изоляционные  растояния находим по [1, табл. 4.11]

изоляционное  расстояние от изолированного отвода обмотки ВН с Uисп до собственной обмотки или прессующей балки ярма

изоляционное  расстояние от изолированного отвода обмотки ВН с Uисп до стенки бака 
 

 изоляционное  расстояние от неизолированного  или изолированного отвода обмотки  НН до обмотки ВН  
 

Минимальная ширина бака 
 

Принимаем ширину бака при центральном положении  активной части трансформатора в  баке 

Длина бака 
 
 

Высота  активной части 
 

Глубина бака определяется высотой активной части и минимальным расстоянием  от верхнего ярма до крышки бака, обеспечивающим размещение внутренних частей проходных  изоляторов, отводов и переключателей.

Минимальное расстояние от ярма до крышки бака [1, табл. 9.5] 

Глубина бака 

Для развития должной поверхности охлаждения используем радиаторы с прямыми  трубами по [1, рис.9.16] с расстоянием  между осями фланцев 
 
 

Масса стали радиатора [1, табл. 9.9]: 

Масса масла в радиаторе [1, табл. 9.9]:  

Допустимое  превышение средней температуры  масла над температурой окружающего  воздуха для наиболее нагретой обмотки  НН: 

Принимая  предварительно перепад температуры  на внутренней поверхности стенки бака  5°C  и запас 2°C, находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха 

 Для  выбранного размера бака рассчитываем  поверхность конвекции гладкой  стенки бака 

Ориентировочная поверхность излучения бака с  радиаторами 

где k – коэффициент, учитывающий отношение периметра поверхности излучения к поверхности гладкой части бака и приближенно равный 1,5

Ориентировочная необходимая поверхность конвекции 

Поверхность конвекции составляется из

-Поверхности  гладкого бака 

-Поверхности  крышки бака 
 

где 0,16 – удвоенная ширина верхней рамы бака;

коэффициент 0,5 учитывает закрытие поверхности  крышки вводами и арматурой.

-Поверхности  конвекции радиаторов 

Поверхность конвекции одного радиатора, приведенная  к поверхности гладкой стенки 

где  коэффициент, учитывающий улучшение  или ухудшение теплоотдачи конвекцией для данной формы поверхности  по сравнению с вертикальной гладкой  стенкой.  

Необходимое число радиаторов 

Поверхность конвекции бака 

Среднее превышение температуры наружной поверхности  стенки бака над температурой воздуха 

где коэффициент, повышающий потери против расчетных  значений. 

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

Превышение  средней температуры масла над  температурой воздуха 

Превышение  температуры масла в верхних  слоях над температурой воздуха 

что меньше допустимых 60 °C

Превышение  средней температуры обмоток  над температурой воздуха 
 

что меньше допустимых значений по ГОСТ 11677-85  (65 °C) 
 

9. Заключение

             В результате расчета получили масляный трансформатор с требуемой мощностью 2500 кВА и напряжениями высокой и низкой сторон 6,3 и 1,14 кВ.

             Обмотки трансформатора выполнены : обмотка НН – прямоугольным, а обмотка ВН – круглым проводами, чтобы уменьшить потери в обмотках и, нагрев трансформатора, габаритные размеры трансформатора, но при этом увеличить электродинамическую и тепловую прочности обмоток трансформатора. Расчет характеристик короткого замыкания показал, что расчетные значения потерь КЗ и напряжения КЗ соответствуют исходным данным. Механическая прочность и нагревостойкость обмоток трансформатора при внезапном КЗ находятся в пределах нормы.

10. Список  использованных источников

Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов: Учеб. пособие  для вузов.- 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 528с.: ил.

Методические  указания к курсовому проекту  по расчету силовых                            трансформаторов. – Харьков: Харьковский  политехнический институт, 1992.