КПД и падение напряжения при нагрузке

КПД от коэффициента загрузки.

где -коэффициент нагрузки трансформатора.

Максимальный КПД трансформатора.

где

Рассчитаем значения КПД трансформатора для ряда значений коэффициента нагрузки b при cosj₂ = 0,8, результаты занесем в таблицу.

b	0,01	0,05	0,1	0,25	0,51	0,75	1,0	1,25
h	0,53	0,849	0,91	0,958	0,967	0,964	0,959	0,953

Построим график зависимости h = f (b):

Рис.7

Зависимость вторичного напряжения от нагрузки.

,

где ;

Рассчитаем значения DU% для ряда значений коэффициента нагрузки b при cosj₂ = 0,8, результаты занесем в таблицу.

b	0,25	0,51	0,75	1,0	1,25
DU%	1,25	2,55	3,759	5,01	6,26

Рассчитаем значения U₂ для ряда значений DU%, результаты занесем в таблицу.

DU%	1,25	2,55	3,759	5,01	6,26
U2,B		389,8	384,96	379,96	374,96

Построим график зависимости U₂ = f (b):

Рис.8

Тепловой расчет трансформатора.

Поверочный тепловой расчет обмоток.

8.1.1.Обмотка ВН.

Удельные потери многослойной цилиндрической обмотки из круглого провода определяются как потери в меди отнесенные к 1 см³ общего объема обмотки:

где значения d₂ и d₂¢ приняты в сантиметрах.

Условная теплопроводность обмотки, без учета междуслойной изоляции:

где l_ИЗ. = 0,0017 Вт/(см°С) – теплопроводность изоляции провода (изоляцией служит кабельная бумага, пропитанная лаком и погруженная в масло);

;

Средняя теплопроводность обмотки, приведенная к случаю равномерного распределения витковой и междуслойной изоляции:

где l_М.СЛ. = 0,0017 Вт/(см°С) – теплопроводность междуслойной изоляции по табл. 9-1 (Л-1).

Полный перепад температуры внутри обмотки:

где -радиальный размер наиболее широкой из двух катушек (содержит 4 слоя), на которые разделена обмотка (9-10) стр.421 (Л-1).

Средний перепад температуры по обмотке:

Перепад температуры между поверхностью обмотки и маслом:

Среднее превышение температуры обмотки над средней температурой масла:

8.1.2. Обмотка НН

Удельные потери обмотки:

Условная теплопроводность обмотки, без учета междуслойной изоляции:

где l_ИЗ. = 0,0017 Вт/(см°С) – теплопроводность изоляции провода (изоляцией служит кабельная бумага, пропитанная лаком и погруженная в масло);

;

Средняя теплопроводность обмотки, приведенная к случаю равномерного распределения витковой и междуслойной изоляции:

где l_М.СЛ. = 0,0017 Вт/(см°С) – теплопроводность междуслойной изоляции по табл. 9-1 (Л-1).

Полный перепад температуры внутри обмотки:

где -радиальный размер обмотки.

Средний перепад температуры по обмотке:

Перепад температуры между поверхностью обмотки и маслом:

Среднее превышение температуры обмотки над средней температурой масла:

Тепловой расчет бака.

8.2.1. По табл. 9-4 (Л-1) в соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию гладкого бака с трубами.

8.2.2. Общая глубина бака (предварительно):

принимаем Н = 88 см

где -высота выемной части;

-высота ярма;

h – толщина подкладки, принимаем равной 4 см;

Н_ЯК = 27 см – минимальное расстояние от ярма до крышки бака при напряжении 6 кВ по табл.9-5 (Л-1).

8.2.3. Допустимый средний перегрев масла над воздухом (9-32) (Л-1) стр.432:

где Q_О.М.СР – больший перегрев для обмоток ВН и НН.

8.2.4. Допустимый средний перегрев стенки бака над воздухом:

где Q_М-Б =5-6°С по (Л-2) стр.26, принимаем равной 5°С

8.2.5. Поверхность теплоотдачи путем излучения предварительно определяем как обтягивающую, т.е. определяемую внешним периметром.

Для бака овального сечения в плане:

где k = 1,5 для бака с трубами по (9-35¢) (Л-1) стр.432-433.

8.2.6. Поверхность теплоотдачи путем конвекции (предварительно):

, где

k = 1,1 – коэффициент учитывающий возможные отклонения фактических потерь трансформатора.

8.2.7. Окончательно выбираем конструктивные размеры бака:

• Трубчатый бак овальной формы;
• Длина бака - А = 81 см;
• Ширина бака - В = 36 см;
• Высота бака - Н = 88 см;
• Периметр бака в плане - ;
• Число рядов труб по табл.9-7 (Л-1) - n = 1;
• Диаметр круглых труб d = 5,1/4,8 см (толщина стенки 0,15 см);
• Шаг трубы по ряду t_тр. = 25 см;
• Число труб в ряду на поверхности бака -
• Минимальные расстоянии оси трубы от дна и крышки бака по табл.9-8 (Л-1) –

а = 6 см; с = 6 см; е = 7см.

· Радиус изгиба трубы – R = a = 15 см по табл.9-7 (Л-1)

8.2.8. Развернутая длина трубы по (Л-2) стр.26 рис.17:

где

8.2.9. Общая длина всех труб:

8.2.10. Периметр поперечного сечения трубы:

8.2.11. Полная поверхность всех труб:

8.2.12. Поверхность конвекции гладкой части бака:

8.2.13. Поверхность крышки:

где ;

b_Р = 4 см – ширина рамы.

8.2.14. Поверхность конвекции труб:

при n=1 коэффициент k_П=1 (Л-2) стр.27

8.2.15 Суммарная приведенная поверхность конвекции:

где k_{тр .}=1,4 по табл.9-6 (Л-1);

k_КР.=0,5 – коэффициент учитывающий закрытие части поверхности крышки изоляторами вводов ВН и НН и различной арматурой.

8.2.16. Поверхность излучения: