Выбор и расчет системы охлаждения (расчет бака, радиаторов, охладителей)

В соответствии с мощностью трансформатора по табл. П.28 выбираем конструкцию гладкого бака с радиатором из труб (рис. 14). Тепловые расчеты для других конструкций баков (табл. П.28) изложены в [1,2].

Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака.

Минимальная ширина бака (рис.12 и 13)

.

м.

Рис. 12. Схема бака трансформатора

Изоляционные расстояния по табл. П.29 (рис.13):

― расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до стенки бака = 40 мм для U_исп = 85 кВ;

― изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до собственной обмотки

= 40 мм для U_исп = 85кВ

― изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до обмотки ВН

= 25 мм для U_исп = 35 кВ;

― изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака

= 90 мм для U_исп = 85 кВ;

диаметр изолированного отвода от обмотки ВН, = 10 мм;

диаметр изолированного отвода обмотки НН = 10 мм.

Рис. 13. Схема отводов обмоток трансформатора

Длина бака

м,

где С – расстояние между осями стержней (см. пункт «Расчет магнитной системы»); м.

Принимаем А=1,8 м.

Высота активной части

м,

где – высота стержня;

h_Я – высота ярма (равна высоте наибольшего пакета в сечении ярма. см. пункт «Расчет магнитной системы трансформатора»);

h_n – толщина бруска между дном бака и нижним ярмом (0,05 м).

Согласно рекомендации [1] расстояние от верхнего ярма до крышки бака обмотки ВН:

для 6 и 10 кВ м, для 20 кВ м;

для 35 кВ м, если S₄ ≥ 1600 кВт и U ≥ 25 кВ м,

принимаем м.

Глубина бака

м,

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

ºС;

где – большее из двух значений, подсчитанных для обмоток ВН и НН.

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

ºС < 60 ºС;

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

ºС;

Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака

м²

где м.

Ориентировочная поверхность излучения бака с трубами

м²,

где k – коэффициент, учитывающий отношение периметра поверхности излучения к поверхности гладкой части бака и приближенно равный: 1,0 – для гладкого бака; 1,2 – 1,5 – для бака с трубками и 1,5 – 2,0 – для бака с навесными радиаторами.

Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения ºС

м²,

где Вт.

По табл. П.30 для мощности 1600 кВА выбираем бак с двумя рядами овальных труб (рис. 14).

Размеры трубы:

― сечение, мм – 72×20;

― радиус закругления R= 188 мм;

― шаг труб между рядами t_P = 100 мм;

― прямой участок для внутреннего ряда труб принимаем а₁ = 50 мм;

а₂ = а₁ + t_р = 50+100 = 150 мм;

По табл. П.31 по размеру наружного ряда труб выбираем минимальные значения с и е.

с_min = 75мм, е_min = 85мм.

Расстояние между осями труб на стенке бака (по рис.14):

Наружный ряд

м.

Внутренний ряд

м.

Развернутая длина трубы (рис.14)

первый (внутренний) ряд

м,

второй ряд

м.

Рис.14. Элемент трубчатого бака

Поверхность конвекции составляется из:

поверхности гладкого бака П_к,гл = 7,5 м² и

поверхности крышки бака

м²,

где 0,16 – удвоенная ширина верхней рамы бака.

Поверхность излучения бака с трубами

м².

где d – больший размер поперечного сечения овальной трубы, d = 72 мм (табл. П.30), меньший размер – 20 мм.

Поверхность конвекции труб

м².

Необходимая фактическая поверхность конвекции труб

м²,

где k _Фтр =1,34 для двух рядов труб и k _Фтр =1,4 при одном ряде труб.

При поверхности 1м трубы П_М = 0,16 м² необходимо иметь общую длину труб

м.

где П_м – поверхность 1 м трубы по табл. П.30.

Число труб в одном ряду на поверхности бака

.

Шаг труб в ряду

м.

Поверхность конвекции бака

м².

Таким образом, поверхность конвекции бока достаточно близка к предварительному значению , необходимой для отвода тепловых потерь.

6.3Определение превышения температуры обмоток и масла над воздухом.

Среднее превышение температуры наружной поверхности трубы над температурой воздуха

ºС.

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

ºС.

Превышение средней температуры масла над температурой воздуха

ºС.

Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой воздуха

ºС < 60ºС.

Превышение средней температуры обмоток над температурой воз­духа:

НН ºС < 65ºС.

ВН ºС < 65ºС.

Превышения температуры масла в верхних слоях ºС и обмоток ºС лежат в пределах допустимого нагрева по ГОСТ 11677-85.

6.4 Определение массы масла и основных размеров расширителей.

Масса активной части

кг.

Объем активной части

м³.

Объем бака

м³.

Объем масла в баке

м³.

Масса масла в баке

кг.

Масса масла в охладителях

кг.

Общая масса масла

кг.

По ГОСТ 982-80 используется трансформаторное масло марки Т-750 с антиокислительной присадкой и гарантированной кинетической вязкостью при –30ºС.

Список литературы

1. Тихомиров П.М. «Расчет трансформаторов». Учебное пособие для вузов. М.,«Энергия», 1986.

2. Тихомиров П.М. «Расчет трансформаторов». Учебное пособие для вузов. М.,«Энергия», 1976.

3. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: Издательство стандартов, 1985.

4. Электротехнический справочник: В4, т.2. Электротехнические изделия и устройства/ Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимов и др. (глав. Ред.Н.Н. Орлов) 8-е изд., испр. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 518 с.

Приложение

Параметры холостого хода и короткого замыкания трехфазных масляных силовых трансформаторов общего назначения классов напряжения 10 и 35 кВ мощностью 25 – 630 кВ·А (ГОСТ 12022-76)

Таблица П.1

Номинальная мощность, кВ·А	Класс напряжения, кВ	Потери, Вт	Напряжение короткого замыкания, %	Ток холостого хода, %
холостого хода	короткого замыкания
				4,5	3,2
				4,5	3,0
				4,5	2,8
				4,5	2,6
				6,5	2,6
				4,5	2,4
				6,5	2,4
				4,5	2,3
				6,5	2,3
				4,5	2,1
				6,5	2,1
				5,5	2,0
				6,5	2,0

Параметры холостого хода и короткого замыкания трехфазных масляных силовых трансформаторов общего назначения классов напряжения 10 и 35 кВ мощностью 1000 – 80 000 кВ·А, переключаемых без возбуждения (ГОСТ 11920-85)

Таблица П.2

Номинальная мощность, кВ·А	Класс напряжения, кВ	Потери, Вт	Напряжение короткого замыкания, %	Ток холостого хода, %
холостого хода	короткого замыкания
			11 600 11 600	5,5 6,5	1,4 1,4
			17 500 18 000	5,5 6,5	1,3 1,3
			23 500 23 500	5,5 6,5	1,0 1,0
			33 500 33 500	7,5 7,5	0,9 0,9
			46 500 46 500	7,5 7,5	0,9 0,8
10 000		12 300	65 000	7,5	0,8
16 000		17 800	90 000	8,0	0,6
80 000	38,5	58 000	280 000	10,0	0,45

Дата добавления: 2014-12-27