3218_EI
.pdfПолная поверхность конвекции бака с радиаторами, м2:
Пк = Пк.глkф.гл + Пкрkф.кр + NрадПк.трkф.тр + NрадПк.кkф.к , |
(14) |
где Пк.тр – поверхность конвекции труб радиаторов, м2; Пк.к – поверхность конвекции коллекторов радиаторов (с гнутыми трубами 0,75 при одинарном радиаторе и 0,66 – при двойном; для радиатора с прямыми трубами 0,15 – один ряд труб и 0,34 – два ряда), м2; Nрад – количество радиаторов; kф.гл – коэффициент, учитывающий улучшение теплоотдачи конвекцией гладкой стенки бака (kф.гл = 1,0 – для трансформаторов без дутья; kф.гл = 1,6 – для трансформаторов с дутьем); kф.кр .= 0,5 – коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности крышки бака изоляторами вводов ВН и НН и арматурой; kф.тр – коэффициент, учитывающий улучшение теплоотдачи конвекцией труб навесных радиаторов (для трансформаторов с дутьем с гнутыми трубами kф.тр = 2,24, для трансформаторов баз дутья: с прямыми трубами kф.тр = 1,26; с гнутыми трубами kф.тр = 1,4); kф.к – коэффициент, учитывающий улучшение теплоотдачи конвекцией поверхностью коллекторов навесных радиаторов (kф.к = 1,0 – для трансформаторов без дутья; kф.к = 1,6 – для трансформаторов с дутьем).
Значения Пк.тр следует выбирать в зависимости от типа радиатора из табл. 21 (гнутые трубы) или из табл. 22 (прямые трубы).
Таблица 21
Размер А, мм |
Одинарный радиатор |
Двойной радиатор |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
Пк.тр, м2 |
Gст, кг |
Gм, кг |
Пк.тр, м2 |
Gст, кг |
Gм, кг |
||
|
|||||||
1880 |
11,45 |
205 |
161 |
22,9 |
380 |
276 |
|
2000 |
12,1 |
215 |
169 |
24,15 |
401 |
291 |
|
2285 |
13,55 |
236 |
184 |
27,05 |
442 |
321 |
|
2485 |
14,55 |
249 |
194 |
29,1 |
468 |
341 |
|
2685 |
15,6 |
264 |
204 |
31,15 |
499 |
362 |
|
3000 |
17,2 |
285 |
219 |
34,35 |
540 |
393 |
|
3250 |
18,45 |
302 |
232 |
36,9 |
575 |
418 |
|
3750 |
21 |
337 |
258 |
42 |
644 |
469 |
|
4000 |
22,3 |
352 |
269 |
44,6 |
675 |
492 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4250 |
24,6 |
373 |
284 |
47,2 |
716 |
521 |
Таблица 22
Размер А, |
Поверхность |
Масса, кг |
Размер А, |
Поверхность |
Масса, кг |
||
|
|
|
|
||||
мм |
Пк.тр,м2 |
стали |
масла |
мм |
Пк.тр,м2 |
стали |
масла |
|
|
|
|
|
|
|
|
710 |
1,98 |
52,6 |
28,6 |
1800 |
5,48 |
92,3 |
45,8 |
900 |
2,6 |
59,5 |
31,6 |
2000 |
6,1 |
99,5 |
49 |
1150 |
3,4 |
68,6 |
35,6 |
2200 |
6,75 |
106,8 |
52,2 |
1400 |
4,2 |
77,6 |
39,5 |
2400 |
7,4 |
114 |
55,3 |
1615 |
4,88 |
85,5 |
42,9 |
– |
– |
– |
– |
Примечание: для радиатора с одним рядом труб размеры Врад и Cрад равны 354 и 158 мм, для радиатора с двумя рядами труб – 505 и 253 мм.
41
Из уравнения (14) определяют количество радиаторов:
Nрад |
= |
Пк - Пк.глkф.гл − Пкрkф.кр |
. |
|
|||
|
|
Пк.трkф.тр + Пк.кkф.к |
Полученное значение Nрад надо округлить до целого числа в большую сторону.
11. Определение массы масла и трансформатора
Объем бака, м3:
Vбак |
= (Абак |
− Вбак )Вбак |
+ |
π Вбак2 |
Нбак . |
|||||
4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Объем активной части, м3: |
|
|
|
(Gпр + Gст ) |
|
|
||||
|
V |
= |
1,2 |
, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
а.ч |
|
|
|
γ а.ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где γа.ч – средняя плотность активной части (γа.ч = 5500÷6000 кг/м3 – для трансформаторов с медными обмотками и γа.ч = 5000÷5500 кг/м3 – для трансформаторов с алюминиевыми обмотками); Gпр – масса провода трансформатора, равная сумме масс проводов обмоток НН и ВН (Gпр1, Gпр2) и масс проводов отводов обмоток НН и ВН (Gотв1, Gотв2), кг:
Gпр = Gпр1 + Gпр2 + Gотв1 + Gотв2 .
Объем масла в баке, м3:
Vм.б = Vбак − Vа.ч .
Масса масла в баке, кг:
Gм.б = 900Vм.б .
Масса масла в радиаторах, кг:
Gм.р = NрадGм ,
где Gм – масса масла в одном радиаторе, принимают по табл. 21 или 22, кг. Общая масса масла, кг:
Gм.о = Gм.б + Gм.р .
Масса бака трансформатора, кг:
Gбак = 7850(Пгл + 2Пкр )δ ,
где δ = (0,8÷1,0)10-3 м – толщина стенки бака. Масса радиаторов, кг:
Gрад = NрадGст.рад ,
где Gст.рад – масса стали одного радиатора, принимают по табл. 21 или 22, кг. Масса трансформатора, кг:
Gт = Gст + Gпр + Gм.о + Gбак + Gрад .
42
Контрольные вопросы
1.Классификация трансформаторов по основным признакам.
2.Назовите основные марки электротехнических сталей, которые используют для изготовления магнитопроводов силовых трансформаторов.
3.Какие материалы применяют в качестве обмоточного провода для силовых трансформаторов?
4.Назовите марки проводов для изготовления обмоток силовых масляных трансформаторов.
5.Поясните геометрические размеры обмоточных проводов круглого и прямоугольного сечения с учетом изоляции.
6.Из каких материалов выполняются межслоевая изоляция обмоток, изоляционные цилиндры, прессующие кольца и прокладки, другие изолирующие конструкции?
7.Какие разновидности магнитных систем встречаются в трансформаторах и каково их устройство?
8.Порядок укладки листов стали шихтованных магнитопроводов трехфазных трансформаторов.
9.Конструкции магнитопроводов трехстержневого трехфазного трансформатора.
10.Форма пластин и порядок шихтовки магнитопровода из холоднокатаной стали.
11.Поясните принцип стыкового соединения стержней и ярм трехфазного трансформатора.
12.Какие меры принимаются для уменьшения магнитных потерь в магнитопроводе?
13.Почему необходимо изолировать листы трансформаторной стали?
14.Почему стержни магнитопроводов выполняются многоступенчатыми?
15.Какие виды обмоток применяют для трансформаторов?
16.В каких случаях выполняют винтовые и непрерывные обмотки? Их основные
отличия?
17.Что такое транспозиция проводов в винтовых и непрерывных катушечных об-
мотках?
18.Номинальные напряжения и токи обмоток ВН и НН. Как они рассчитываются?
19.На какие значения напряжения и тока (линейные или фазные) производится расчет трансформатора?
20.В каком соотношении находятся номинальные и фазные параметры (напряжения и токи) при соединении обмоток по схемам «звезда» и «треугольник»?
21.Какие основные изоляционные промежутки используются в конструкции обмоток трансформатора? Методика определения изоляционных промежутков.
22.Назовите основные размеры трансформатора. Как они определяются?
23.Как влияет коэффициент β на геометрические размеры трансформатора и, соответственно, на массу магнитопровода и массу обмоток?
24.Поясните методику расчета диаметра стержня трансформатора.
43
25.Назовите критерии, по которым выбираются типы обмоток трансформатора.
26.Поясните методику расчета цилиндрических многослойных обмоток.
27.В чем состоит методика расчета винтовых и непрерывных катушечных обмоток?
28.Как подбирается марка провода и число параллельных проводов для обмоток трансформатора?
29.Почему обмотки ВН и НН не должны значительно отличаться по высоте?
30.Какие типы обмоток трансформатора являются наиболее прочными механически?
31.По какому критерию выбираются толщина и вид межслоевой изоляции в цилиндрических многослойных обмотках?
32.Как конструктивно выполняются радиальные охлаждающие каналы в винтовых
инепрерывных катушечных обмотках?
33.Какие потери в трансформаторе называются потерями короткого замыкания? Чем обусловлены эти потери?
34.Как влияет плотность тока в обмотках на потери короткого замыкания?
35.Поясните физический смысл добавочных потерь короткого замыкания. В чем состоит методика их расчета?
36.Как влияют геометрические размеры обмоток на величину напряжения короткого замыкания?
37.Как проводится опыт короткого замыкания в соответствии с паспортными данными трансформатора?
38.Какие меры позволяют увеличить механическую прочность обмоток трансфор-
матора?
39.Почему в силовых трансформаторах обмотки выполняют концентрическими?
40.Почему сердечник магнитопровода выполняют ступенчатым?
41.Назовите виды изоляции листов стали шихтованных и стыковых магнитопро-
водов.
42.Поясните устройство симметричной магнитной системы трехстержневого магнитопровода.
43.Какие меры принимают для уменьшения потерь холостого хода?
44.В чем состоит методика расчета потерь холостого хода и активной составляющей тока холостого хода?
45.Поясните методику расчета намагничивающей мощности и реактивной составляющей тока холостого хода.
46.Как влияет величина магнитной индукции на потери холостого хода?
47.Зависят ли потери холостого хода от марки стали и толщины листов стали?
48.Почему при изготовлении магнитопровода из холоднокатаной стали должны выполняться косые стыки между стержнями и ярмами?
49.В чем состоит суть теплового расчета?
50.Как происходит охлаждение обмоток и магнитопровода трансформатора?
51.Назовите основные системы охлаждения и охарактеризуйте их.
44
52.Как отразится на работе трансформатора низкая (высокая) плотность тока? Какие меры необходимо применить для ее нормализации?
53.Какова методика намотки провода обмотки ВН и НН при расположении их на одном стержне? С какой целью применяют такое расположение?
54.Основные параметры трансформаторного масла.
55.В каких случаях используют циркуляционную систему охлаждения? Ее достоинства и недостатки.
56.Почему в масляных трансформаторах достаточной изоляцией обмоточных проводов является бумажная изоляция?
57.Назовите типы баков силовых масляных трансформаторов.
58.Поясните методику расчета охладительной системы масляных трансформаторов.
59.Назовите достоинства и недостатки трансформаторного масла как основного охлаждающего агента в системе охлаждения силовых трансформаторов.
60.Пояснитеконструкциюсиловыхмасляныхтрансформаторовразличноймощности.
61.Как отличаются по устройству проходные изоляторы в зависимости от величины напряжения обмоток трансформатора?
62.Почему регулирование напряжения трансформатора выполняется обычно на обмотке высокого напряжения?
63.Какие схемы регулирования напряжения применяют в силовых трансформаторах?
64.Какие основные типы переключателей для регулирования напряжения с ПБВ применяются в силовых трансформаторах?
65.Назовите способы регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой.
66.Описать способы регулирования напряжения, используемые в железнодорожном транспорте.
67.Как классифицируются трансформаторы по способу охлаждения и назначению?
68.В чем состоит основная роль силовых трансформаторов в системе производства, передачи и распределения электрической энергии?
69.Устройство и назначение расширителя.
70.Назовите основные типы навесных радиаторов и поясните их устройство.
71.Устройство проходного изолятора на 110 кВ.
72.Трансформаторное масло и его основные характеристики. Контроль качества
масла.
73.Как производится очистка трансформаторного масла?
74.Какие виды изоляции используют в обмотках трансформатора?
75.В каких трансформаторах используется обмотка СН?
45
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Кацман М. М. Электрические машины. – М. : Academia, 2008. – 496 с.
2.ГОСТ 11677−85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 2002. – 39 с.
3.ГОСТ 15150−69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. – М. : Стандартинформ, 2006. – 60 с.
4.ГОСТ 16110−82. Трансформаторы силовые. Термины и определения. – М. : Изд-во стандартов, 2002. − 27 с.
5.ГОСТ 9680−77. Трансформаторы силовые мощностью 0,01 кВ·А и более. Ряд номинальных мощностей. – М. : Государственный комитет стандартов Совета Министров
СССР, 1977. – 6 с.
6.Ионов А. А. Электрические машины : методические рекомендации к выполнению курсовой работы «Проектирование силового трансформатора с масляным охлаждением» для студентов специальности 190901.65 «Электроснабжение железных дорог» очной и заочной форм обучения. – Самара : СамГУПС, 2013. – 84 с.
7.Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов. – М. : Энергоатомиздат, 1986. − 528 с.
8.Гончарук А. И. Расчет и конструирование трансформаторов : учебник для техникумов. – М. : Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.
9.Дымков А. М. Расчет и конструирование трансформаторов. – М. : Высшая школа, 1971. – 264 с.
10.ГОСТ 21427.1−83. Сталь электротехническая холоднокатаная анизотропная тонколистовая. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 1983. – 13 с.
11.http://ensnab21.ru/ − Ремонт трансформаторов ЭнергоСнаб.
12.ГОСТ 1516.1−76. Электрооборудование переменного тока на напряжения от 3 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. – М. : Изд-во стандар-
тов, 1999. − 50 с.
13.ТУ 16−К71.108−90. Провода обмоточные с бумажной изоляцией. – М. : Стандар-
тинформ, 1992. – 67 с.
14.ГОСТ 3553−87. Бумага телефонная. Технические условия. – М. : Государственный комитет СССР по стандартам, 1988. – 6 с.
15.ГОСТ 10396−84. Бумага кабельная крепированная. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 1999. – 7 с.
46
16.ГОСТ 4194−88. Картон электроизоляционный для трансформаторов и аппаратов с масляным заполнением. Технические условия. – М. : Государственный комитет СССР по стандартам, 1988. – 17 с.
17.ГОСТ 28034−89. Лакоткани электроизоляционные. Общие технические требования. – М. : Государственный комитет СССР по стандартам, 1989. – 42 с.
18.ГОСТ 4514−78. Ленты для электропромышленности. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 1998. – 7 с.
19.ГОСТ 2718−74. Гетинакс электротехнический листовой. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 1997. – 22 с.
20.ГОСТ 2910−74. Текстолит электротехнический листовой. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 1998. – 11 с.
21.ГОСТ 8726−88. Трубки электротехнические бумажно-бакелитовые. Технические условия. – М. : Государственный комитет СССР по стандартам, 1988. – 11 с.
22.ГОСТ 982−80. Масло трансформаторное. Технические условия. – М.: Изд-во стан-
дартов, 2008. – 7 с.
23.ОСТ 6−01−17−74. Материалы электроизоляционные жидкие. Совтол-10.
24.ГОСТ 8018−70. Лак электроизоляционный пропиточный ГФ-95. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 1970. – 8 с.
25.ГОСТ 15865−70. Лак электроизоляционный МЛ-92. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 2003. – 8 с.
26.ГОСТ 901−78. Лаки бакелитовые. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 2003. – 15 с.
27.ГОСТ 15030−78. Лак КФ-965. Технические условия. – М. : Госстандарт России, 1992. – 9 с.
28.ГОСТ 9151−75. Эмали марок ГФ-92. Технические условия. – М. : Изд-во стандар-
тов, 1993. – 12 с.
29.ГОСТ 926−82. Эмаль ПФ-133. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 2002. – 8 с.
30.ТУ 16−К71.129−91. Провода медные обмоточные со стекловолокнистой и стеклополиэфирной изоляцией. – М. : Изд-во стандартов, 1991. – 66 с.
31.ГОСТ 13726−97. Лента из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. – Минск : Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2005. – 20 с.
32.ГОСТ 618−73. Фольга алюминиевая для технических целей. Технические условия.
–М. : Изд-во стандартов, 2002. – 12 с.
47
33.ГОСТ 11920−85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения напряжением до 35 кВ включительно. Технические условия. – М. : Государственный комитет
СССР по стандартам, 1985. – 39 с.
34.ГОСТ 13109−97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М. : Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии
исертификации, 2006. – 35 с.
35.Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 7 издание. – М. : Кнорус, 2010. –
488 с.
36.ГОСТ 12965−85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения классов напряжения 110 и 150 кВ. Технические условия. – М. : Государственный комитет СССР по стандартам, 1985. – 48 с.
37.Гольдберг О. Д. Электромеханика / О.Д. Гольдберг, С.П. Хелемская. – М. : Акаде-
мия, 2007. – 512 с.
38.Просвиров Ю. Е. Электрические железные дороги / Ю. Е. Просвиров, В.П. Феоктистов. – М. : ФГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2010. – 356 с.
39.Тихменев Б. Н. Электровозы переменного тока со статическими преобразователями. – М. : Трансжелдориздат, 1958 – 136 с.
40.www.ukrvent.com – Вентиляторный завод «Укрвентсистемы».
41.http://www.agregat-privod.ru – ЗАО «Агрегат-Привод».
42.ГОСТ 8865-93. Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и классификация. – Минск : Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2003. – 20 с.
48
49