5.3 Определение тока холостого хода трансформатора

Активная составляющая тока холостого хода, %,

.

Увеличение намагничивающей мощности учитывают следующими коэффициентами:

1 k^/_ТД – коэффициент, учитывающий влияние резки рулона стали на пластины и срезания заусенцев. Для сталей марок 3404 с отжигом k^/_ТД =1,55.

2 k^//_ТД – коэффициент, учитывающий форму сечения ярма, способ прессовки стержней и ярм магнитной системы, расшихтовку и зашихтовку верхнего ярма при насадке обмоток. При мощностях трансформаторов от 1000 до 6300 кВ·А k^//_ТД =1,07.

3 k_ТУ – коэффициент, учитывающий увеличение намагничивающей мощности в углах магнитной системы k_ТУ = 27,95.

4 k_ТПЛ – коэффициент, учитывающий увеличение намагничивающей мощности в углах магнитной системы в зависимости от ширины пластины второго пакета а₂, k_ТПЛ = 2.

Полная намагничивающая мощность, кВ·А,

Здесь G_C, G_Я, G_У – массы стали стержней, ярм и угла магнитопровода, кг; q_C, q_Я – удельные намагничивающие мощности для стали стержней и ярм А/кг; n_ЗПР = 0, п_ЗКОС = 6 – число прямых и косых стыков пластин стали ярм и стержней;

Для косых стыков с углом резки пластин 45° площадь зазора, м², в стыке

,

индукция в стыке, Тл,

.

Реактивная составляющая тока холостого хода, %,

.

Полный ток холостого хода, %,

.

Полученное значение тока холостого хода не превышает заданного значения.

Коэффициент полезного действия трансформатора, о.е.,

,

6 Тепловой расчет трансформатора

6.1 Тепловой расчет обмоток

Внутренний перепад температуры в обмотках с радиальными охлаждающими каналами практически равен перепаду в изоляции одного провода, °С,

,

.

Здесь q – плотность теплового потока, Вт/м², на поверхности рассматриваемой обмотки, определяемая в разделе 3; δ – толщина изоляции провода на одну сторону, мм; λ_ИЗ – теплопроводность изоляции провода, λ_ИЗ = 0,17 Вт/(м·°С).

Средний внутренний перепад температуры обмотки, °С,

,

Перепад температуры на поверхности винтовых и катушечных обмоток с радиальными каналами, °С,

,

Здесь k₁ – коэффициент, учитывающий затруднение конвекции масла в каналах внутренних обмоток; k₁ = 1,1 для обмоток НН и k₁ = 1,0 для обмоток ВН; k₂ – коэффициент, учитывающий влияние относительной ширины радиального охлаждающего канала на конвекцию масла.

Среднее превышение температуры обмотки над средней температурой охлаждающего масла, °С,

,

.

6.2 Тепловой расчет бака трансформатора

Возьмём бак с навесными радиаторами с прямыми трубами.

Рисунок 6.1 – Основные размеры бака, мм

S₁ – изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН (внешней) до собственной обмотки и равное ему расстояние S₂ от этого отвода до стенки бака, S₁ = 50 мм;

d₁ – диаметр изолированного отвода ВН при классах напряжения до 35 кВ включительно, d₁ = 20 мм при мощностях до 10000 кВ·А;

S₃ – изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН, S₃ = 50 мм;

d₂ – диаметр изолированного отвода обмотки НН, мм, равный d₁ при напряжении обмотки НН 3,15 кВ и более, или размер неизолированного отвода НН (шины), d₂ = 20 мм;

S₄ – изоляционное расстояние от отвода НН до стенки бака, S₄ = 50 мм;

S₅ – принимают равным S₃ при испытательных напряжениях до 85 кВ или определяют по формуле S₅ = S₃ + d₂ + S₄, S₅ = 120 мм.

Минимальные ширина В и длина А бака трехфазного трансформатора классов напряжения 6, 10 и 35 кВ (рисунок 6.1), м,

где D₂^// – наружный диаметр обмотки ВН в м;

С – расстояние между осями стержней в м;

S₁, S₂, S₃, S₄, S₅, d₁, d₂ – размеры по рисунку 6.1 в мм.

Высота активной части трансформатора, м,

.

Здесь l_C – высота стержня магнитопровода, м; h_Я – высота ярма магнитной системы, равная ширине центрального пакета стали ярма а_1Я, в м; n – толщина подкладки под нижнее ярмо, в мм (п = 30–50 мм).

Глубину бака, м, определяют по высоте активной части Н_АЧ и расстоянию Н_ЯК от верхнего ярма до крышки бака (рисунок 6.1),

.

Здесь Н_АЧ – высота активной части трансформатора м; Н_ЯК – минимальное расстояние от верхнего ярма до крышки бака, необходимое для установки и крепления вводов, переключателя регулирования напряжения, Н_ЯК = 0,85 м.

Поверхность излучения для овального бака приближенно, м²,

Здесь А, В, Н – размеры бака по рисунку 6.1, м; k – коэффициент учитывающий отношение периметра поверхности излучения к поверхности гладкой части бака и приближенно равный 1,5 – 2,0 – для бака с навесными радиаторами.

Среднее превышение температуры масла, омывающего обмотки, над воздухом должно быть не более, °С,

,

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

Среднее превышение температуры бака над воздухом, °С,

.

Полученное значение удовлетворяет неравенству

°С, °С, 55,543 °С ≤ 60 °С.

Предварительное значение поверхности конвекции бака, м²,

.