Курсовая работа по ТОЭ

Тепловой расчет бака.

По таблице 9.4[1] в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию бака с одинарными или двойными навесными радиаторами с гнутыми трубами по рис. 9.17[1].

Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака. До окончательной разработки конструкции внешние габариты прессующих балок принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.

Минимальная ширина бака:

B = D''2 + (s1 + s2 + d2 + s3 + s4 + d1) · 10-3.

Изоляционные расстояния:

s1 = 20 мм (для отвода UИСП = 25 кВ, покрытие 4 мм, расстояние до стенки бака по табл. 4.11[1]);

s2 = 15 мм (для отвода UИСП = 25 кВ, покрытие 4 мм, расстояние до прессующей балки ярма по табл. 4.11[1]);

s3 = 25 мм (для отвода UИСП = 5 кВ, без покрытия, расстояние до стенки бака по табл. 4.11[1]);

s4 = 25 мм (для отвода UИСП = 25 кВ, отвод без покрытия по табл. 4.12[1]).

Ширина бака:

B = 0,408 + (20 + 15 + 20 + 25 + 25 + 10) · 10-3 = 0,523 м.

Основные понятия трехфазной цепи Общая электротехника и электроника

Принимаем B = 0,528 м при центральном положении активной части трансформатора в баке.

Длина бака:

A = 2 · C + B = 2 · 0,418 + 0,528 = 1,364 м.

Высота активной части:

HА.Ч = 0,549 + 2 · 0,22 + 0,05 = 1,039 м,

где высота стержня 0,549 м; высота ярма 0,22 м и толщина бруска 0,05 м.

Принимаем расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над ярмом переключателя ответвлений обмотки ВН по табл. 9.5[1]:

HИ.К = 160 мм = 0,16 м.

Глубина бака:

HБ = НА.Ч + HИ.К = 1,039 + 0,16 = 1,199 м.

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

θМ.В = 65 - 26,04 ≈ 39 °C.

Найденное среднее превышение может быть допущено, так как превышение температуры масла в верхних слоях в этом случае будет:

θМ.В.В = 1,2 · θМ.В = 1,2 · 39 = 46,8 °C < 60 °C.

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

θБ.В = θМ.В - θМ.Б = 39 - 5 - 2 = 32 °C.

Для развития должной поверхности охлаждения целесообразно использовать радиаторы с гнутыми трубами по рис. 9.17[1] c расстоянием между осями фланцев АР = 1880 мм (табл. 9.10[1]), с поверхностью труб ПТР = 22,9 м2 и двух коллекторов ПК.К = 0,66 м2. Для установки этих радиаторов глубина бака должна быть принята:

HБ = AР + с1 + с2 = 1,88 + 0,085 + 0,1 = 2,065 м,

где с1 и с2 - расстояния осей фланцев радиатора от нижнего и верхнего срезов стенки бака по табл. 9.10[1].

Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака:

ПК.ГЛ = HБ · [2 · (A - B) + π · B] = 2,065 · [2 · (1,364 - 0,528) + π · 0,528] = 6,878 м2.

Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами по (9.35):

ПИ = k · ПК.ГЛ = 1,75 · 6,878 = 12,036 м2.

Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения θБ.В = 32 °C по (9.30):

Поверхность крышки бака:

где 0,16 - удвоенная ширина верхней рамы бака, м; коэффициент 0,5 учитывает закрытие поверхности крышки вводами и арматурой.

Поверхность конвекции радиаторов:

∑ПК.Р = 35,688 - 6,878 - 0,473 = 28,337 м2.

Поверхность конвекции радиатора, приведенная к поверхности гладкой стенки (табл. 9.6[1]):

ПК.Р = ПТР · kФ + ПК.К = 22,9 · 1,4 + 0,66 = 32,72 м2.

Необходимое число радиаторов:

Принимаем 1 радиатор.

Поверхность конвекции бака:

ПК = ∑ПК.Р + ПК.ГЛ + ПК.КР = 1 · 32,72 + 6,878 + 0,473 = 40,071 м2.

Поверхность излучения:

ПИ = 12,036 м2.

Определение превышений температуры масла и обмоток над температурой охлаждающего воздуха по §9.7.

Среднее превышение температуры наружной поверхности стенки бака над температурой воздуха по (9.49):

Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой внутренней поверхности стенки бака по (9.50):

Превышение средней температуры масла над температурой воздуха:

θМ.В = θМ.Б + θБ.В = 5,1 + 29,9 = 35 °C.

Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой воздуха:

θМ.В.В = k · θМ.В = 1,2 · 35 = 42 °C < 60 °C.

Превышение средней температуры обмотки НН над температурой воздуха:

θО.В1 = 0,97 + 15,16 + 35 = 51,13 °C < 65 °C.

Превышение средней температуры обмотки ВН над температурой воздуха:

θО.В2 = 1,41 + 24,63 + 35 = 61,04 °C < 65 °C.

Превышения температуры масла в верхних слоях θМ.В.В < 60 °C и обмоток θО.В < 65 °C лежат в пределах допустимого нагрева по ГОСТ 11677-85.

Метод расчета электрических цепей, в котором за неизвестные принимают потенциалы узлов схемы, называют методом узловых потенциалов. Число неизвестных в методе узловых потенциалов равно числу уравнений, которые не-обходимо составить для схемы по I закону Кирхгофа. Метод узловых потенциалов, как и метод контурных токов, - один из основных расчетных методов
Электрические цепи переменного синусоидального тока