Дно; 2 — трубы; 3 — стенка бака; 4— верхняя рама; б—уплотнение; 6—крышка
Стенка обычно состоит из двух частей, сваренных вертикальными швами, образуя так называемую обечайку. Нижняя часть обечайки приваривается встык к дну электросваркой (рис. 14.7). Сверху обечайки приварена рама из полосовой стали. В раме имеются отверстия для болтов крепления крышки.
Закругленную часть обечайки получают путем закатки листовой стали (заготовки) на вальцах. У обечаек, предназначенных для трубчатых или радиаторных баков, перед их вальцовкой и сваркой предварительно сверлят или штампуют отверстия для труб или патрубков и спускного крана. Для возможности установки последнего трубы над ним делаются немного короче.
В верхней части бака, под рамой, приваривают четыре крюка, служащие для подъема бака и всего трансформатора. Против крюков, чтобы не мешать закреплению за них тросов, трубы также делаются несколько короче.
При проектировании радиаторного бака количество и тип охладителей определяется тепловым расчетом. Конструкция радиаторного бака должна быть выполнена так, чтобы бак имел возможно меньшие габаритные размеры в плане (см. рис. 10.13).
Присоединение охладителей к баку осуществляется при помощи патрубков (коротких труб), вваренных в стенку бака. При размещении патрубков необходимо точно выдерживать расстояния между их осями по высоте, а также минимальные расстояния от дна (175 мм) и от верхней рамы (170 мм).
Общая конструкция бака должна быть согласована с выполненным тепловым расчетом трансформатора. Вместе с тем иногда при выполнении теплового расчета требуется производить некоторую конструктивную подготовку, как, например, необходимо проверить размещение охладителей, определить укорочение труб против крюков и кранов.
Во время испытания и эксплуатации трансформатора его бак испытывает различные механические нагрузки, поэтому последний должен быть рассчитан на прочность.
Бак должен быть рассчитан на избыточное внутреннее давление 0,5 кПсм1. Бак трансформаторов до ПО кв включительно должен быть рассчитан на избыточное внешнее давление 0,5 кГ/см2. Баки трансформаторов на 220 кв и выше должны выдержать (при вакуумной сушке трансформатора в собственном баке) избыточное внешнее давление до 1 кГ/см2.
Бак должен быть рассчитан и на воздействия механических нагрузок при подъеме трансформатора в процессе производства и монтажа на месте установки. Трансформатор поднимают полностью собранным и залитым маслом (но без охладителей). При перевозке трансформатора по железной дороге возникают силы инерции, стремящиеся сместить активную часть относительно бака. Эти воздействия необходимо учитывать при разработке конструкции бака.
Расчет баков на механическую прочность, особенно при больших размерах, представляет собой сложную техническую задачу. В заводских расчетах при этом принимают ряд допущений, которые несколько упрощают расчет. Объем книги не позволяет привести сколько-нибудь полный механический расчет бака, т. е. его основных частей — стенки, дна и крышки. Поэтому этот расчет приводится в самом сжатом виде.
При расчете механической прочности овального бака принимается допущение, что расчет прочности закругленной и плоской частей производится раздельно, т. е. плоская часть представляет собой пластину, защемленную по контуру.
Более жестким является расчет на внешнее давление, так как при этом может быть превзойден предел устойчивости закругленной части бака.
Принимая запас устойчивости равным 4 и внешнее давление 0,5 т/см9 (для трансформаторов до 110 кв), должны быть соблюдены следующие условия при выборе толщины стенки:
| При 100t/R= | =0.4 | H/R д.б. не более | 0,5 |
| То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же | 0,5 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1,05 1,1 1,15 1,2 1,4 и более | То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же | 0,85 1,4 1,7 2,05 2,4 2,8 3,2 3,6 4,5 5,5 6,6 |
Где t – толщина стенки бака, мм;
R – Радиус закругления бака, мм;
H – высота бака, мм.
Если это условие не соблюдается, то требуется усиление закругленной части стенки горизонтальными балками жесткости или увеличение толщины стенки.
Толщина плоской части стенки в зависимости от меньшего ее размера I (безразлично в длину или высоту) может быть выбрана по табл. 14.2.
Таблица 14.2
| Давление | Наибольшая длина l (MAt) в зависимости от толщины стенки t (мм) | ||||
| Для внутреннего давления 0,5 кГ/см2 (все трансформаторы).. Для внешнего давления 0,5 ксГ/см2 (трансформаторы до ПО кв)…………………………….. Для внешнего давленияоколо 1 кГ/см2 (трансформаторы 150 кв и выше)………………………...... |
Пример. 14.1. Определить необходимую толщину стенки трубчатого бака трансформатора мощностью 1000 ква, имеющего следующие размеры: АхВ = = 1440x720 мм; Н = 1500 мм. Для закругленной части бака достаточной будет толщина стенки t = 4 мм.
Решение. Проверяем
Условие устойчивости выполняется, так как при 100t/R= 1,11 отношение H/R должно быть не более 5,5. Меньший размер плоской части
А — 2R = 1440 — 720 = 720 мм.
Для толщины стенки 4 мм по табл. 14.2 максимальный ее размер должен быть 560 мм.
Следовательно, стенка бака должна быть взята толщиной 6 мм. Ставить на такой бак балку жесткости нецелесообразно.
Согласно ГОСТ 11677—65 масляные трансформаторы класса напряжения 6 кв и более, мощностью 25 ква и более должны снабжаться расширителем. Емкость расширителя должна обеспечивать постоянное наличие в нем масла при всех режимах работы трансформатора от отключенного состояния до номинальной нагрузки и при колебаниях температуры окружающего воздуха от —45 до +40" С.
Средний перегрев масла при номинальной нагрузке можно считать равным 40° С. Таким образом, общий диапазон изменения температуры масла будет равен 45 + 40 - 40 = 125° С. Коэффициент объемного расширения масла принимают равным 0,0007 град-1. Таким образом наибольшее возможное изменение объема масла составляет 0,0007 х X126 = 8,7%. Следовательно, полная емкость расширителя должна быть больше, чем 8,7% от объема масла в баке. Обычно принимают в зависимости от конструкции маслоуказателя, что емкость расширителя должна быть не менее 11—12% объема масла в баке.
Конструктивно расширитель представляет собой стальной цилиндрический бак, расположенный горизонтально над баком и соединенный с ним трубой.
Рис. 14.8. Установка расширителя и выхлопной трубы: 1 — маслопровод; 2 — газовое реле; 3 — кран для отвоединеният расширителя; 4— маслоуказатель;5 — расширитель; 6—выхлопная труба; 7— пробка для заливки масла; 8 — отстойник
Расширитель должен иметь съемное дно или люк для возможности его окраски внутри и очистки от осадков, выделяющихся из масла.
Расширитель имеет указатель уровня масла в нем с отметками уровня, соответствующими температуре масла—45, +15 и +400С при неработающем трансформаторе.
Расширители снабжаются воздухоосушителями с масляным затвором. Назначение воздухоосушителя заключается в извлечении влаги из воздуха, поступающего в расширитель при понижении в нем уровня масла. Воздух при этом проходит через адсорбент (силикагель) и уже осушенный поступает в расширитель. Масляный затвор служит для очистки воздуха от пыли и предохранения адсорбента от увлажнения окружающим воздухом.
Общий вид расширителя показан на рис. 14.8.