Đồ án môn học thiết kế máy biến áp

Đồ án môn học thiết kế máy biến áp

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Đối với chuyên ngành Thiết bị điện - điện tử, Máy biến áp là một lĩnh vực

rất quan trọng Chính vì vậy, thiết kế mơn học Máy biến áp có mục đích giúp cho sinh viên nắm được những bước cơ bản nhất trong việc tính tốn kết cấu của một Máy biến áp

Dưới sự hướng dẫn của thầy Bùi Đức Hùng - giảng viên Bộ môn Thiết bị

điện - điện tử, em đã hoàn thành đồ án môn học của mình với đề tài Thiết kế Máy biến áp điện lực ngâm đầu Trong quá trình làm chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi thiếu sót, qua đó em mong thầy giáo và các bạn góp ý dé đồ án được tốt hơn

Trang 2

DO ÁN THIET KE MAY BIEN ÁP A Xác định các kích thước chủ yếu:

1 Xác định các đại lượng điện cơ bản:

1 Dung lượng một pha:

250

S;:= “a 83,33 kVA

Dung lượng trên mỗi trụ:

250 S,= 3 = 83,33 kVA 2 Dòng điện dây định mức: - Phía cao áp: s 250.107 I, =—2® == =22,9A "V3, V3.6,3.10° - Phia ha ap: S p_ 250.10" _ 3698 4 3 S ^3.U, A/3.400 3 Điện áp pha định mức: - Phía cao áp: Ua = Un = 6,3 kV - Phia ha ap: U, _ 400 Up, = == =231V # J3 v3

4 Điện áp thử nghiệm của dây quấn:

-_ Dây quân cao áp với U¡= 6,3 kV — U„= 20 kV Dây quấn hạ áp véi U, = 0,4 kV > Un=5kV

II Chon cac sé ligu xuat phat va tính các kích thước chủ yếu:

1 Chiều rộng quy đổi của rãnh từ tản giữa dây quấn cao áp va ha 4p: voi Um: = 20

kV, ta có aia= 1,2 cm; ồ¡;¿= 4 mm Trong rãnh an; ta dặt ống cách điện dày ồ¡;= 4 mm

Trang 3

# :

= =kA/Sp

k là hệ số phụ thuộc đung lượng máy biến áp, tra bang 13.1 ta được k = 0,45 thay vào ta được

ae =kẩÍSp =0,454/83.33=1,51 em

an khoảng cách phụ thuộc kích thước hình học của dây quấn hạ áp và cao áp, vậy:

cãi a =1,2+1,51=2,71cem

ap Fay

2 Hệ số quy đổi từ trường: kg=0.95 3 Các thành phần điện áp ngăn mạch: - Điện áp ngăn mạch tác dụng: U,, =a = 1100 = 649% 10S, 10.250 - Điện áp ngắn mạch phản kháng: V4 _1,647 =3,65%

4 Ta chọn tôn cán lạnh mã hiệu 3405 có chiều day 0,35mm Lay mat độ từ thông trong tru By = 1,6T, hé sé kg = 1,02 ép trụ bằng nêm với ống Bakếlít, ép gơng bằng thép U không dùng bulông xuyên qua trụ va gong Sử dụng lõi thép có môi ghép nghiêng ở 4 góc và ba mơi ép thắng giữa trụ và gông Theo bảng 13.2 với S;= 250 kVA ta chọn trụ có 6 bậc, sô bậc thang của gông lấy nhỏ hơn trụ 1 bậc tức là ggông có 5 bậc, hệ số điền đầy kạ=0,928; hệ số chêm kín k, = 0.93, nên hệ số lợi dụng lõi sắt kị = kạ.k, = 0,928.0,93=0,86

Tir cam trong gong Bg = 1,6/1,02=1,57 T Twf camr khe hở khơng khí ở mối nối thing B”, = Bạ = 1,6 T, từ cảm ở mối nối xiên Bx= B+/4/2=1,6/42=1,13 T Tra bảng, ứng với từng giá trị mật độ từ cảm ta sẽ có suất tổn hao trong thép và tốn hao từ hoá trong trụ:

Suất tổn hao trong thép: -Trong trụ

Pret = 1,230 W/kg -Trong gong

Prec = 1,17 U/kg Tôn hao từ hoá

-Trong tru

Trang 4

-Trong gong

drec = 1,486 VA/kg

~Trong khe hở khơng khí

+N6i thing q.”= 1,92 VA/em? +Nói nghiêng qx’= 0,272 VA/em? 5 Cac khoang cach cach dién chinh

Gitta try va day quan ha dp a = 5mm

§ Giữa dây quân hạ áp và dây quân cao ap, aj2 = 1,2 cm ống cách điện giữa dây quân cao áp và hạ áp, ồ¡z= 0,4 cm Giữa các dây quân hạ áp, a;; = 2,2 cm

Tắm chắn các pha ö;;= 0,2 cm

Giữa dây quan cao ap dén gong, |, =4 cm

Phần đầu thừa của ông cách điện, lạ=3 cm

5 Các hằng số tính tốn , với dây dẫn bằng đồng và điện áp dây quấn cao áp là

6,3 kV (bảng 13.5 và 13.6) a=dị/d = 1,36 b=2az/d = 0,4

6 Hệ số tôn hao phụ, với công suất 250 kVA ta chọn k;= 0,94 (bang 13.7) 7 Chọn B với đải biến thiên từ 1,2 đến 3,6, để xác định giá trị tối ưu của ta

phải tính các số liệu và các đặc tính cơ bản của m.b.a: 4 hes Sp.ag-kp

f.U,,-By-k?

=ä& 8333271095 _ =14/04 50.3,65.1,67.0,88

+A, = 5,66.107.a A‘ k= 5,66.10.1,36.14,04Ẻ.0,88 =187 kg +A;=3,6.107.A? ‘kilo = 3.6 107.14,047.0,88.4= 25,1 kg +Bị = 2,4.10.k.ko.AŸ.(atb+e)

=2,4.107.0,88.1,02.14,04°(1,36+0,4+0,411) = 129,43 kg e=0,411 đối với thang nhiều bậc

Trang 5

+M= 0,2453.10.k?.k;.kụ Po aA trong dé: 10000 k, = 1,41.— (ite ™ ) n ~x.1,64 =1,41 ” (+e *® ) = 43,84 M = 0,2543.107.43,842.0,94.0,95, 1,36.14,04 11 _ = 9,04 Mpa

+ Trọng lượng tôn silic ở các góc của gơng:

G, = 0,486.107.ki.ks.A”.x”

= 0,486.107.0,88.1,02.14,04°.x°= 12,07x° kg

+ Tiết diện trụ lõi sắt: Sr= 0,785.k,ko.A2.x”

=0,785.0,88.1,02.14,04.x?= 139x? + Tiết điện khe hở vng góc:

c= Sp = 139x?

+ Tiết điện khe hở chéo

S’x =Sr/2J2 =98,29x”

+ Tén hao không tải, theo công thức 13-24:

Po =k’s( pr.Gr+ pg.Gg ) = 1,25.( 1,23.Gr+ 1,17.G¿) = 1,538.Gr + 1,463.Gq

k';hệ số tổn hao phụ trong sắt, tôn cán nguội lấy k’s= 1,25 + Công suất từ hố, theo cơng thức 13-26:

Qo =k’ CQ + Qet+ Qx)

Trong đó:

k? hệ số xét đến sự phục hồi từ tính khơng hồn toàn khi ủ lại lá tôn,

chọn k”;= 1,25

Qc cơng suất từ hố chung của trụ và gông

Qe = qr.Gr+ qe.Go

= 1,602.Gr + 1,486.Go

Q; Công suất từ hố đối với góc có mối nối vng góc

Qe = 40.qr.Gg = 40.1,602.Gg = 64,08.Gg_

Qx cơng suất từ hố ở khe hở khơng khí nối giữa các lá thép

Qk = 3,2.qx-Sx = 3,2.0,272 139x?= 120,9x”

Trang 6

= 1,25.( 1,602.Gr + 1,486.Gs + 64,08.G„+ 120,9x”) =2.Gr + 2,972.Gg + 80,1.G, + 151x?

Lập bảng tính giá trị các tham số cơ bản ứng với từng giá trị của B biến thiên từ 1,2 đến 3,6;từ đó xác định được gia trị B tối ưu :

B 12 1,8 2,4 3,0 3,6 x=4B 1,047 1,16 1,25 1,32 1,38 =p 1,095 1,34 1,55 1,73 1,90 x= 46° 1,15 1,55 1,93 2,28 2,62 Aj/x = 187/x 178,67 | 161,44| 150,24] 142,09] 135,76 Ap.x?= 25,1.x” 27,39| 33,54| 38,73 43,3| 47,43 Gr= Ai/x +Az/x” 206,05| 194.99| 188,97] 185,39| 183,19 B,.x’ = 129,43x° 148,41 | 201,15| 249,59] 295,06] 338,29 Bạ.x” = 14,44x” 1582| 1937| 2237| 25,01| 27.40 Go= By.x°+ Box” 164,23 | 220,53] 271,96| 320,07| 365,69 Gre = Gr+ Go 370,28| 415,51] 460,93] 505,46| 548,89 Gz = 12.07x7 1384| 18,76] 23,27] 27,51] 31,55 Po = 1,538.Gr +| 557,17] 662,52] 688,52| 753,39/ 816,75 1,463.Go Qo = 2.Gr + 2,972.Ge +] 2174,100 | 2750,43 | 3284,48 | 3787,81 | 4266,50 80,1.G, + 151x* igx = Qo/(10.Sp) 0,87 1,10 1,31 1,52 1,71 Gag= Cy/x" = 188,82/x" 172,37| 140,74] 121,88] 109,01 9,52 Gou = 1,66.Gag 286,14 | 233,63 | 202,33] 180,97] 165,20 Kure.Gcụ = 2,21.Gcụ 632,35| 516,31| 447,14| 399,93| 365,09 C’a = Gre + keure-Geu 1002,6 | 931,82| 908,07| 905,39 | 931,97

Trang 7

Ta sẽ thấy giá thành thấp nhất sẽ ứng với 3,6 > B >3,0; nhưng với giới han Pp =610 W, ta sẽ lấy giá trị 2,4 > B >1,2, tuơng ứng đường kính lõi sắt 16,26 > đ >14,69 Trong khoảng này tất cả các tham số đều đạt tiêu chuẩn

Căn cứ vào đường kính lõi sắt tiêu chuẩn ta chọn giá trị d= 16 cm, lúc đó B = 1,69; x = 4/B= 4/1,69 = 1,14

Tiết điện lõi sắt sơ bộ:

Sr= 129.x? = 139.1,14? = 181 cm? Đường kính trung bình của rãnh dầu sơ bộ

dịa =a.d= 1,36.16 = 21,76 em Chiều cao dây quấn sơ bộ

1= a = me =39,33 cm

Chiều cao trụ lõi sắt sơ bộ

lr=l+2.lạ =39,33 +2.4= 47,33 cm

Khoảng cách giữa các trụ lõi sắt sơ bộ C= dịạ† at + 2a; + a;;

=21,76 + 1,2 + 0,4.16 + 2,2 = 31,56 em

Điện áp của một vòng dây

uy = 4,44.f.Br.Sr.10?= 4,44.50.1,6.181.10 =6.443V Trọng lượng sắt sơ bộ : Gre = 407,18 kg Trọng lượng đồng sơ bộ: Gag = 145,29 kg Mật độ dòng điện sơ bộ: J=3.32 A/mn”

ing suất trong dây quan: Gp = 13,39 Mpa Tôn hao không tải

Py = 610,41 W

Dong không tải %

1p% = 0,97

B Tính toán dây quấn:

1 Dây quấn hạ áp:

1 Sức điện động của một vòng dây:

Trang 8

2 Số vòng đây trong một pha của đây quấn hạ áp:

Us, _ 231

Ww) = — =—— =35,93 ~36 vòng

ty 43

Như vậy điện áp một vòng dây „am = 6,42 V w, 36 3 Mật độ dòng điện trung bình: Theo cơng thức n., 18 Jp = 0,746.k,, 3 = 0.786.094 00116 = 250.21,76 = 3,39 A/mm?

4 Tiét dién vong day so bd:

= SO 106,44 mm? J 3.39

Với điều kiện

Sp= 250 kVA, Tn = 360,84 A

Uạ„ = 400 V

Si’ = 106,44 mm’

Tra bang XV, ta chon kiểu day quan là kiểu quấn kép dây dẫn chữ nhật, do công nghệ chế tạo đơn giản, rẻ, làm nguội tốt thích hợp với máy công suất nhỏ, nhưng nó cũng có nhược điểm là độ bền cơ nhỏ, ta sẽ khắc phục nhược điểm này trong quá trình chọn dây và thông sô dây

5 Số vòng dây của một lớp : Wii= wa -36 =18 vòng

£ n 2 £

n: Sơ lớp, vì qn kép nên n = 2

6 Chiều cao hướng trục của mỗi vòng day:

1, 39,33

hy = =

wy tl 18+1

7 Can cit vao hy = 20,7 mm; tiết diện s,’ = 106,44 mm’, theo bảng VL2, ta chọn tiết diện mỗi vòng dây bao gồm 2 sợi chập song song, chia thành 2 lớp dây (quấn ống kép )

= 2,07 cm = 20,7 mm

Kích thước dây hạ áp như sau: PB_2x X2 4,6x20,5 x7o s2

§ Tiết điện thực của mỗi vòng dây

Trang 9

sị =2x79,52= 159,04 mm?

9 Mật độ đòng điện thực trong day quan

y= 360,84 _ 2,27 A/mm? 159,04

10 Chiều cao tính tốn của đây quấn hạ áp

l¡=hvi.(w¡i + D + 1=2,05.(18+1) = 39,95 cm LLLLLLLL LLL a Se Je4oL | bv b [1 a4 -ÄH ⁄

11 Bề đày của đây quấn hạ áp

ai= 2.a°+aii

a”: bề dày của 1 sợi dây, a'=4,6mm

ai¡: khoảng cách giữa hai lớp của dây quan ống kép, chọn a, = 2.4,6 +5 = 14,2 mm = 1,42 cm

12 Đường kính trong dây quấn hạ áp: Dy’ = d+2a01

a¿¡: 5mm = 0,5 cm; d= 16cm

Dị) = 16 +2.0,5 = I7 em

13 Đường kính ngồi của đây quần hạ áp:

D,” =D) +2.a;

ai = 1,42 cm, Dị) = 17 cm

D,” = 17+ 2.1,42 = 19,84 cm

14 Bề mặt làm lạnh của dây quan hạ áp: M¡ =tk.z(Dj#+D/).1¡.102

t: số trụ tác dụng, t= 3

ai=5mm

kx hệ số xét đến sự che khuất bề mặt của dây quấn, kự = 0,75

thay vào:

M¡ =3.0,75.x.(17+19,84).39,95.10' = 1,04 m?

Trang 10

15 Trọng lượng đồng dây quấn hạ áp , theo công thức 13-76a D,+D,

Gou = 28.t w,8,.10°

= 283 THỂ (36.159,04.10° = 88,6 kg

II Day quan cao 4p

1 Chọn sơ đồ điều chỉnh điện áp, căn cứ vào công suất của máy biến áp là

250 kVA ta bố trí đoạn dây điều chỉnh nằm ở lớp ngoài cùng, mỗi lớp điều chỉnh được bố trí thành hai nhóm trên dưới dây quấn nối tiếp với nhau và phân bố đều trên toàn bộ chiều cao dây quấn nên không xuất hiện lực chiều trục

Các đầu phân áp được cực của bộ đổi nối ba pha Dòng làm việc định mức qua các tiếp điểm chính là dịng định mức của dây quân cao ap bing 22,9 A

Dién ap lon nhất đặt lên hai đầu tiếp điểm của bộ đổi nối là:

- _ Điện áp làm việc Uy = 10%.U = 10%.6,3.10° = 630 V

- _ Điện áp thử Ủ„ = 2.Uy Sơ đồ điều chỉnh điện áp

Trang 11

2 Số vòng dây cuộn cao áp ứng với Uạm 3 = wot = 36, 3:10 Un 231 = 982 vong 3 Điện áp ở một cấp điều chỉnh Au =2,5%.U; = 2,5%.6,3.10= 157,5 V

4 Sơ vịng dây cao áp ở một câp điêu chỉnh: Ay _ 157,5 `

(= = 4

we, 6aD ns

5 Số vòng dây tương ứng trên các đầu phân áp

Điện áp | Đầu dây | Mức điều chỉnh Số vòng dây cao áp

6615,0V| Xị + 5% 982+2.24 = 1030 vòng 64575V| X¿ +2,5% 982+1.24 = 1006 vòng 6300,0V| X; 0% 982 vòng 61425V|_ X¿ -2,5% 982 — 1.24 = 958 vong 5985,0V| Xs -5% 982-2.24=934 vong

6 Mật độ ina điện trong cuộn cao áp:

Jy = ep — Jy = 2.3,39 — 2,27 = 4,51 A/mm”

7 Tiết diện jes cao áp sơ bộ:

J, 451

8 Căn cứ vào công suất máy biến áp 250 kVA, dong Ip = 22,9 A, U;=6.3 kV, $2’=5,08 mm” tra bang XV ta chon ket cầu dây quần là kiểu hình ống nhiều lớp tiết diện tròn, ưu điểm của phương pháp này là công nghệ chế tạo đơn giản, nhưng nhược điểm là độ tản nhiệt kém và độ bền cơ thấp, nhưng với công suất của máy nhỏ thì ta có thể khắc phục được những nhược điểm này trong khi chọn lựa thông số dây quan và kiểu cách tản nhiệt

Theo bang VI.1 hon day dẫn tròn mã hiệu PTEV có quy cách như sau:

PTEV-2x 286 34,36 2,46

9 Tiết diện thực của mỗi vòng dây, s= 2.4,36 = 8,72 mm?

Trang 12

I J= -?#= 229 2,62 A/mm? Ss, 8,72 11 Số vòng dây trong một lớp: 1 wy=——-1= 39955 -1 =81vong ny ds 2.2.46 Trong đó: lạ=l¡ = 39,95 cm = 399,5 mm

nụ; là số sợi chập trong một vòng dây, nạ; = 2

12 Số lớp của dây quấn:

— Womax _ 1030 _ `

ny Wp 81 13 vong

13 Điện áp làm việc giữa hai lớp kề nhau tạ = 2.wi;.uy = 2.§1.6,42 = 1040,04 V

14 Căn cứ vào u¡; = 1040 V, ta chọn cách điện giữa các lớp của dây quấn

hình ống nhiều lớp, chiều dày cách điện là ồ¡;=0,12 mm, số lớp giấy cách điện là 2 lớp

15 Như trên đã đề cập nhược điểm chính của kiểu dây quấn này là toả nhiệt kém, đề đảm bảo điều kiện toả nhiệt tốt ta quấn nên que nêm

B6 tri day quấn như sau:

Lớp thứ nhất đến lớp thứ 11: 80.11 = 891 vong

Lớp thứ 12: 54+ 2.12 =7§ vịng

Lớp thứ 13: 6.12 = 72 vòng

Tổng cộng 1030 vòng

16 Chiều dày đây quấn cao áp Theo công thức 13-54a

a =? ny2 + 2.812 (2-1)

=2,46.13 + 2.0,12.(13-2) + 5= 34,8 mm=3,48 cm 17 Đường kính trong của đây quần cao áp

D¿°=D¡”+2.aia

= 19,84+2.1,2=22,24 cm

18 Đường kính ngồi của đây quần cao áp

D,” = Dy,’ +2.a)

= 22,24 +2.3,48 = 29,2cm

19 Khoảng cách giữa hai trụ cạnh nhau C=D,”" +a»

= 30,16 + 2,2 = 32,36 cm

20 Diện tích bề mặt làm lạnh của dây quấn

Trang 13

Mp = 1,5.t k.x.(D¿'+D¿”).l;

Trong đó: tsố trụ tác dụng, t=3

k là hệ số kể đến sự che khuất, ở đây ta lấy k = 0,88

Mạ= 1,5.3.0,88 ( 22,24+ 30,21).39,95.10

=2,61 m

21 Trọng lượng đây quấn cao áp Goo = 28,02 +P2 Sy -Wo max 10 5

= 283 22,24 + 29,2 .1030.8,72.10° = 194kg 34,8 9 ® 9 9226

Sơ đồ bố trí quận dây và kích thước chính

của dây quân hạ áp và cao áp

HIL Tính tốn các tham số ngắn mạch A Tổn hao

1 Tổn hao chính

Trang 14

- Tổn hao đồng trong day quấn hạ áp Theo công thức 13-75

Pcui = 2,4.17.Geui

=2,4.2.27”.88,6 = 1096 W

- Tổn hao đồng trong dây quấn cao áp

Pc¿= 2,4.J”.Gcụ¿

Gow = 284 2T? So Wael

= 28,3, 8292 982.8.72.108 = 185 kg Pon = 2,4.2,627.185 = 3048 W

2 Tén hao phu trong day quan

Tén hao phy thường được ghép nối vào tổn hao chính thong qua hệ số tốn hao ks „ do đó việc xác định ton hao phụ chính là xác định hệ sô k;

- Với dây quần hạ áp tiết diện dây chữ nhật, theo công thức 13-78b

kz= 1+0,095B2.af.n?

+B= Be kp

1

.b chiều cao một vòng dây, b=20,5 mm

m là số thanh dẫn của dây quấn song song voi tir thong tan, m = 18 Lchiéu cao toan b6 đây quần, 1= 39,95 cm

kạ hệ số Ragovski, lay kp = 0,95

2,05.18

—>B 39.95 0,95 =0,88 +B” =0,77

+ a kích thước dây dẫn thẳng góc với từ thông tản, a = 4,1 mm

+ n số thanh dẫn của thanh dẫn song song với từ thông tản, n=4 Vậy: kn = 1+0,095”.af.n?

= 1+0,095.0,77.(0,41)* 4? = 1,033

-V6i dây dẫn cao áp tiết diện trịn, theo cơng thức 13-78c k= 1+0,0448".d*.n?

+B= = ka

1

d đường kính trần của dây quấn cao ap, d=2,36 cm

m số thanh dẫn của dây quấn song song véi tir truéng tan, m=81

.lạ=39,95 cm

Trang 15

—>B= 0,236.81 0,95 =0,45—>B? = 0,21

39,95

+ n số thanh dẫn của dây quấn vuông góc với từ trường tản, n=13

Vậy: kẹp = I+0,044.B?.af.n?

= 1+0,095.0,21.(0,236)* 13? = 1,0048

lì

ở dùng đẻ Xác định tối ác dây quan A) Với dây ‹ đồng chipahat

QU} |L

yong)

2

+J: mật độ dong điện tủa

IltIBTInEfD + cn OOOO cur rr Cur

.l: chiều dài dây dẫn ra

+ khối lượng riêng của đồng, Tcụ =8900kg/m? - Khối lượng dong dây dẫn ra của dây quan hạ áp

Geart = Ìn.Sn-YCu

Vi ha ap đấu Y nên l„¡ = 7,5 1, = 7,5.39,95 = 299,63 cm

Gout = 299,63.159,04.8900.10° = 4,24 kg

Vậy tổn hao dây dan ra hạ áp là: Pcụi =2,4.2,277.4,24 = 52,44 W

- Khối lượng đồng dây dẫn ra của dây quấn cao áp

Gcu2= la.S-Ycu

Vi cao ap dau A nén 1; = 14.1, = 14.39,95 = 559,3 cm

Gur =559,3.8,72.8900.10° = 0,434 kg

Vậy tổn hao dây dan ra cao áp là: Pou = 2,4.2,627.0,434 = 7,15 W

4 Tổn hao trong thùng đầu và các chỉ tiết bằng kim loại khác

Tén hao này rất khó xác định chính xác, theo cơng thức gần đúng 13-80:

P¿= 10.k.Sp

là hệ số tỉ lệ, tra bảng 13.18 với công suất máy 250 kVA, ta được k=0,012

Trang 16

5 Tổng tổn hao ngắn mạch toàn phần

IP, = kn.Pcui + kp.Pcua + Pcwi + Pc„a + Pc

Thay số vào ta được

XP, = 1,033.1096 +1,0048.3048 +52,44 +7,15+30

= 428439 W „

So sánh với sô liệu đầu bài đã cho P„ = 4100, sai sô

=P_-P 4284,39 - 4100

A% = — le = 100% = 4,5% < 5%, như vậy coi

n 4100

như công suất tổn hao ngắn mạch của máy là đạt yêu cầu

B Điện áp ngắn mạch 1 Thành phần tác dụng

Theo công thức 13-81 BT 10.Sp

P, Tén hao trong điều kiện làm việc bình thường của đây quấn cao áp ở chế độ làm việc định mức P, =P, —0,05.(Pag2-kn) = 4284,39 — 0,05.(1,0048.3048) = 4131,26 W P, _ 413126 “10S, 10.250 2 Thanh phan phản kháng 7,92£S8' pPag = ep ke mm 2 uy Unr = 1,65% Unr Trongd6

+ fla tan sd cong nghiép, f=50 Hz

+ S’p Công suât trên mỗi trụ của máy, S”p= 83,33 kVA + ÿ hệ số hình đáng của máy biến áp, B =1,69

Trang 17

thay giá trị ø vào

1

kạ = 1- 0,048.(1-¢ 48) = 0,952 vay gia tri cua thanh phan phan khang

"`

6,42?

= 3,65% ‹

3; CHẾ ấp ngăn mạch toàn phân

uw +u2, = 1,657 +3,65° =4%

» vậy kết quả tính tốn trùng luôn với dữ liệu ban đầu đã cho Un =4%, két luận điện áp ngắn mạch với các thông số đã chọn là thoả mãn yêu cầu đề bài

II Tính tốn lực cơ học khi ngắn mạch

1 Dòng điện ngắn mạch xác lập, theo công thức 13-85

1= lạm 20 = 229.4 = 572,54 Un 2 Dòng ngắn mạch cực đại tức thời Theo công thức 13-86 lạc = V2 kwcl —_-tnr _ 71,65 kw=(Ite "™ )=(+e 365 ) = 1,24 imax = V2 1,24 572,5=1004 A 3 Lực hướng kính Theo cơng thức 13-87 Fx = 0,628.( imax-W2).B-kp.10° = 0,627.(1004.982)?.1,69.0,952.105 =0,98 Mpa 4 ứng suất nén

- Trong dây quan hạ áp

Trang 18

Với dây đồng : 30MPa2oep > I8Mpa, như vậy giá trị Ona tinh duge thoa mãn điều kiện về ứng suât nén ngang trục(do lực hướng kính gây nên)

- Trong dây quân cao áp Fe

2T.Sz.Wz

0,98.10° 2.8,72.10 5.982

Với dây đồng : 30MPa>ø.„ > 18Mpa, như vậy giá trị ø„cA tính được cũng thoả mãn điều kiện về ứng suất nén ngang trục(do lực hướng kính gây nên)

5 Lực chiều trục

Do hai dây quấn có cùng chiều cao các vòng dây phân bố đều trên toàn bộ chiêu cao nên F”,= 0

Có t?=E OmrCA = 18,23 Mpa ar Ki = 0,98 10 2,83 2.39,95

6 ứng suất do lực chiều trục gây nên

áp dụng công thức 13-92 cho dây: quấn không có nêm chèm giữa các bánh dây, ở đây ta chỉ xét riêng cho dây quân hạ áp do nó phải chịu lực ép điện động cực đại trong đây quấn, nếu nó thoả mãn thì điều kiện này đối với dây cao áp cung thoả mãn =34731N E „Di +D; 2 Gn= 1 (a — ay) 34731 “ —0,5).107 a= =6,52 Mpa mức cho phép 18+20 Mpa 3 Gncp

như vậy ơ„ thoả mãn điều kiện về ứng suất nén đọc trục IV Tính tốn cuối cùng về hệ thống mạch từ

1 Chọn kết cấu lõi thép -

Ta chọn kết cấu lõi thép kiểu 3 pha năm trụ, có 4 mỗi nối nghiêng ở 4 góc, lá thép xen kẽ, lá thép là loại tôn cán lạnh 3405 có chiều dày 0,35 mm ưu điểm của loại thép kĩ thuật điện này là suât tôn hao trong lõi thép nhỏ, công suât từ hoá

Trang 19

nhỏ, độ từ thâm theo chiều cán lớn nên có thể làm giảm tổn hao sắt của m.b.a Trụ ép bằng băng đai thuỷ tỉnh khơng có tắm sắt đệm Gông ép bằng xà ép gơng, Kích thước tập lá thép như hình vẽ, như trên đã chọn tiết diện trụ có 8 bậc và tiết diện gông có 5 bậc, ta có bảng tổng hợp kết quả tính tốn trụ và gơng như sau:

Thứ tự lá thép Trụ Gông 1 15,36x2,24 15,36x2,24 2 14,08x1,575 14,08x1,575 3 12,48x1,19 12,48x1,19 4 10,08x1,225 10,08x1,225 5 7,52x0,84 7,52x0,84 6 4,48x0,595 7,52x0,84

2 Téng chiều đày các lá thép của tiết diện trụ (hoặc gong)

br = 2.( 2,24 + 1,575 + 1,19 + 1,225 + 0,84 + 0,595 )

= 15,33 cm

3 Téng tiết diện các bậc trong trụ Theo công thức 13-94

Spr = 2.Zar.br

=2.(15,36.2,24+14,08.1,575+1,19.12,48+10,08.1,225+7,52.0.84 + 4.48.0,595)

= 185,53 cm”

4 Tiết điện có ích của trụ Sr= Sur.kc

kc hệ số ép chặt, ở đây ta lấy kc = 0,98 Sr= 0,98.185,53 = 181,82 cm?

5 Tiết diện bậc thang của gông Theo công thức 13-95

S”g = kq.Sur

kg = 1,02

S’g = 1,02.185,53 =189,24 cm? 6 Tiết diện có ích của gong

So = ke.Sq’

Trang 20

= 0,98.189,24 = 185,46 cm?

7 Chiều day gong, ta lấy chiều dày gông bằng chiều dày trụ, tức là bằng tổng chiều dày các lá thép của tiết diện trụ

bg = br = 15,33 cm

8 Tổng số lá thép trong trụ và gông theo công thức 13-96

n= Bay

ðr

ðr là chiều dày mỗi lá thép, ồr = 0,35 mm thay vào biểu thức trên

n, = bt = 1533 — 238 lá thép

ð„y 0,35

9 Chiều cao trụ sắt

theo công thức 13-99 h=ẽl+lạ + lạ

1 là chiều cao dây quấn, 1 = 39,95 cm

1ạ là khoảng cách từ gông trên

Iạ' là khoảng cách từ dây quấn đến gông dưới

Talây lạ=lo”=4cem

ly=39,95 +2.4= 47,95 em 10 Khoảng cách giữa hai tâm trụ

theo công thức 13-100 C=D¿”+az;

D¿” là đường kính ngồi cuộn cao áp, D;”=30,21 em a;› là khoảng cách giữa 2 cuộn cao áp, aa› =2,2 cm

C=30,21+2,2 =32,4l em

Lấy tròn C = 32,5 em

11 Trọng lượng sắt góc mạch từ chung cho gông và trụ a công thức 13-101

=2.kc Yre 106 -2(am aig-bir)

* 22) 0,98.7650.105.(15,36.15,36.2,24+14,08.14,08.1,575+

+12,48.12,48.1,19+10,08.10,08.1,225+7,52.7,52.0,84+4,48.7,52.0,595) = 18,26 kg

12 Trọng lượng sắt trong gông Theo công thức 13-102

Go= Gg’ + Go”

- Ga’ IA trong luong phan thẳng nằm giữa hai trụ biên, theo 13-102a

Trang 21

Go’ = 2.(t-1).C.So.Yre.10

Tre trọng lượng riêng của thép, y; =7650 kg/mẺ

Gg’ = 2.(3-1).32,5.185,46.7650.10° = 184,44 kg - Gạ” là trọng lượng phần gông ở các góc theo cơng thức 13-102b ” G, Go” =4.* =2.G, = 2.18,26 = 36,52 kg

vậy trọng lượng của gông là

Go= Ga’ + Go”

= 184,44 + 36,52 = 220,96 kg

13 Trọng lượng sắt trong trụ là theo công thức 13-103

Gy = Gy’ + Gy”

Trong đó

- Gr’ la trong lượng phần trụ nằm trong chiều cao cửa số mạch từ theo công thức 13-103a

Gy’ = tly.Sp-7re.10°

= 3.47,95.181,82.7650.10°

= 200 kg

- Gr” là trọng lượng phần trụ nối với gông theo công thức 13-103b

Gr” = t(aie.Sr-Yr¿.L05— G„ )

= 3.(15,36.181,82.7650.10- 18,26) =9/31kg

Vay trong lượng của sắt trong trụ là:

Gy = Gr’ + Gr”

= 200 + 9,31 =209,3 kg

14 Trọng lượng sắt toàn bộ trong trụ va gong Gre = Gg + Gr

= 220,96 + 209,3 = 430,26 kg

V Tính tơn hao khơng tải và dịng điện không tải

1 Lõi thép làm bằng tơn silíc mã hiệu 3405, day 0,35 mm, hệ số tự cảm trong

trụ và gông là:

- Hệ sô tự cảm trong trụ

Trang 22

Br= uy 4,44.£.S, 6,42 ` 444.50.18182.10 =1,59T - Hệ số tự cảm trong gông là Br= uy 4,A4.fSG _ 6,42 4,44.50.185,46.10~* =1,56 T

2 Theo bảng V.13 với tôn 3405, dày 0,35 mm ta tra được các suất tổn hao sắt

tương ứng

Br =1,59T — pr=1,135W/kg, pur=0,0375 W/cm? Bo =1,56T > pa=1,074 Wikg, prc = 0,0375 W/em” Hệ sô từ cảm trong rãnh nghiêng là

Ba= By _159 _

V2 42

Với By, ta tra được pụy = 0,0333W/cm?

3 Các hệ số xét đến sự gia tăng tổn hao trong gông và trụ „ Kết cầu mạch từ đã chọn là mạch từ phẳng nỗi nghiêng ở 4 góc, trụ giữa nôi thẳng, lõi sắt khơng đột lỗ, tơn có ủ sau khi cắt, có khử bavia, từ đó tra được các hệ sô:

-_ kị” hệ số gia tăng tốn hao và công suất từ hố ở gơng đơ hình đáng tiết diện gông ảnh hưởng đến sự phân bố từ cảm trong trụ và gông, vì số

bậc thang của trụ và gông gân băng nhau (ng = 5, nr = 5Š) nên lây kị” =

1

- ky là hệ: số đo tháo lắp gông để lồng đây vào trụ làm chất lượng lá thép giảm xuống, với công suất máy 250 kVA ta lấy k,’ = 1,01

- kạ' là hệ số do ép trụ để đai, hệ số này phụ thuộc vào công suất máy,

với công suất máy 250 kVA ta lẫy kạ” = 1,02

- ky’ lahé số đo cắt dập lá tôn thành tam, với ton c6 U ky’ =1

- ks’ lahé số do việc xử lý bavia, tơn có ủ lại, có khử bavia, lấy k;’=1

- ke’ la hệ số xét đến các góc nối của mạch từ, tra phụ lục XVII ta được ke’ = 10,45

Trang 23

4 Tổn hao không tải

Po=ky’ks’.[ prGr + po(Go’ -4G,) +? Pr Pek, G, +

>p.ne.S ].ki”.ks”.kạ” Thay số vào biểu thức:

Pự=1.L[I,135.209,31+1,074.(184,44- 4.18,26)+ 135 + 1914 : L4 1045.1826 +

4.0,0333.257,13+1.181,82.0,06375+2.185,46.0,0615] = 655,8 W „

Độ sai lệch so với thông sô đã cho là:

= 958-610 jog, = 7,52 %

610 „

4 Theo bang V.13 với tôn 3405, dày 0,35 mm ta tra được các suât từ hoá tương ứng

Br =1,59T > qr=1,564 Whkg, qur=2,28 W/cm”

Bg =1,56T —> qo=1,447 Wikg, qa = 2,07 Wem?

Hệ số từ cảm trong rãnh nghiêng là

By _ 159 _

J2 2

Với Bụ ta tra được qin = 0,142W/em?

Địn=

5 Các hệ số xét đến sự gia tăng cơng suất từ hóa trong gông và trụ

Đối với kết cấu lõi thép và công nghệ chế tạo mạch từ có ủ lá tơn sau khi cắt dập ta tra được các hệ số sau:

-_ kị” hệ số gia tăng cơng suất từ hố ở gong do hình dáng tiết diện gong ảnh hưởng đến sự phân bố từ cảm trong trụ và gông, vì số bậc thang của trụ và gông gân bằng nhau (no = 5, nr = 5) nên lấy kị”= 1

-_ kạ” là hệ sô do tháo lắp gông để lồng đây vào trụ làm chất lượng lá thép giảm xuông, với công suất máy 250 kVA ta lấy kạ”= 1,01

- kạ” là hệ sô do ép trụ dé dai, hệ số này phụ thuộc vào công suất may, voi cong suat may 250 kVA ta lay k,” = 1,02

- ky’ lahé số do cat đập lá tôn thành tắm, voi ton c6 U ky” =1,18

- kạ” là hệ số do việc xử lý bavia, tơn có ủ lại, có khử bavia, lấy kz”=l - kg’ la hệ số xét đến các góc nối của mạch từ, tra phụ lục XVII ta

được kẹ”= 41,775

6 Công suất từ hố khơng tải:

Theo cơng thức 13-106 ta có

Trang 24

+

Qu= (k"kề”[qrGr + qo(Gọ'©4G)) + PT kí G,]

, >q.nk.Sk }.kị ka”.kạ”

Thay sô vào biêu thức trên

Qo = {1,18.1.[ 1,564.209,31 + 1,447.(184,44 — 4.18,26) + 1064 FLT 1⁄41.41,775.18,26 ]+ 4.0,142.257,13+1.2,28.181,82

2.2,07.185,46}.1.1,01.1,02 = 3954,54 Var

7 Thành phần tác dung của dong điện không tải Theo công thức 13-105

§ Thành phần phản kháng của dòng điện không tải Theo công thức 13-107 Q igx% = "` 108; _ 395454 10.250 = 1,582 %

9 Trị số dòng điện không tải

I= inn +i

= 10,262? +1,5827 = 1,6 %<2%

như vậy trị số dịng khơng tải thoả mãn điều kiện đặt ra của đề bài 10 Hiệu suất của máy biến áp lúc tải định mức, cos ọ= 1

theo công thức 13-109

—q—_ Pa£E, —)

1 Sp +P) +P,

Trang 25

VI Tinh toán nhiệt:

A Tính tốn nhiệt của dây quấn

1 Nhiệt độ chênh trong lòng dây quấn với mặt ngồi của nó - Dây quan hạ áp, tiết điện đây chữ nhật

Hình vẽ sơ đồ dây quan hạ áp Theo công thức 13-110 có

5 801 = ae

Kea

trong đó |

+ q: Mật độ dòng nhiệt trên bê mặt day quan _

Với dây quấn ống kép khơng có rãnh dẫn dầu ở giữa, theo công thức 13-110a

107

q=2 kx bề ~ J? ky

ke là hệ số sche kín mặt ngồi của day quan, lay kx = 0,75

.b là chiều cao trần của mỗi sợi chập, như trên đã chọn b=20mm=2 cm

.a là chiều rộng của mỗi sợi chập, a = 4,1 mm

.a° là chiều rộng kế cả cách điện của mỗi sợi chap, a= 4,6mm

J là mật độ dòng hạ áp, J =2,27 A/mm?

Trang 26

.k; là hệ số tổn hao phụ, đã tính ở trên k; =1,033

= 2107 ; $L 2272.1033 0,75 4,6

= 2707,45 Win?

+ Aca là hệ số dẫn nhiệt của lớp cách điện, cách điện giữa các lớp là bìa nên ta lấy A„a= 0,25 W/m.°C

+8 1a chiều dày cách điện một phía, ư = 0,25 mm =0,025 em thay số vào biểu thức

q.6 801 = dea 2707,45.0,25.10~° 0,25

- Day quan cao áp, tiết diện dây tron

| ©)

- - Hình vẽ sơ đồ dây quấn cao áp ‹

Kiểu dây dân cao áp là kiêu hình ơng nhiêu lớp khơng có rãnh dâu ngang ở giữa, có rãnh dâu dọc đôi với ông cách điện, theo công thức 13-1 10c

Đại =2,71°C

Trongd6 „

+a, 1a chiều dày của dây quân cao ap, a= a) = 3, 48 cm

+p la ton hao trong mot don vi thé tích của dây quân, theo công thức 13-112 có

2 42

p= 168—* 10°

(dog +51) ‹

d, dạ là đường kính trần và đường kính có bọc cách điện của dây dẫn tròn,

d= 2,36 mm = 2,36.10°m dea = 2,46 mm = 2,46.10° m

Trang 27

ð¡ là chiều đày tắm cách điện, ð; =8mm

J là mật độ dòng điện của dây quấn cao áp, J = 2,62 A/mm”=2,62.105 A/

2 m vay: 2 42 TH ios (dog +8, ).doq (2,62.10°)* (2,36.107)° to? (2,46.103 +4.10 3).2,46.102 ` =4,04.10* W/m? ;

+ A„„ suất dẫn nhiệt trung bình của dây quấn không kẻ cách điện giữa các lớp

Theo công thức 13-113 — 1, Ady +8, )

25, +24 doy

-Ay 1a suat dan nhiét gitra cdc lop dây, A¡=0,25 W/ m.°C 0.14 suat dan nhiét binh quan quy ước của dây quan

ea 0,7.Va trong đó đạạ-d d _ 2,46 - 2,36 _—— 236

ea suất dẫn nhiệt của các vật liệu cách điện vòng dây,À‹a

=0,17W/ m.°C

0,17 ũ

he ie 1,73 Wim.°C

vay gid tri Aw

_ 1,73.0,25.(2,46.10° +4.10 *) 1,73.4.10 3 + 0,25.2,46.107

= 0,38 W/m.C ;

Thay các giá trị p, Ay, da tinh vao biéu thitc 09) duge

Trang 28

=16,1°C

2 Nhiệt độ chênh của của mặt ngoài dây quấn đối với đầu

theo công thức 13-114, với dây quân hình ống khơng có rãnh dầu ngang

Đoạ= kạ® 6

Trong đó

q là mật độ dòng nhiệt trên bề mặt dây quấn

k]à hệ số tỉ lệ, ở đây ta lấy k = 0,285

- Day quan hạ áp:

đã tính được qị = 2707,45 W/ mỸ thay vào biểu thức trên ta được

Đại: = 0,285 2707,45°° = 32,69 °C

- Dây dẫn cao áp

Ta phải tính q; có bề mặt toả nhiệt cuả dây quấn cao áp

M2 = 1,5.t k.xr.(Dạˆ+D¿”).l›

Trong đó: t số trụ tác dụng, t=3

k là hệ số kể đến sự che khuất, ở đây ta lấy k = 0,88

M;= 1,5.3.0,88.x.( 22,24+ 30,21).39,95.10 =2,61 m Mặt khác theo công thức = Pky 1M vậy Pio Kyo q M; —>M; Pio Kp qa = 3048.1,0088 — 1173,42 W/mẺ 2,61

Thay q; vào biểu thức tính Đọu ta được Ooa2= 0,285 1173,42°° = 19,8 °C

3 Nhiệt chênh trung bình của đây quấn đối với dầu

Boats = 99 + Oa

- Voi day quan ha ap Boat = 801 + oar

=2,71 + 32,69 = 35,4°C

- Voi day quan cao ap Boat2 = 902 + Ooa2

Trang 29

= 16,1 + 19,8 = 35,9°C

B Tính toán nhiệt thùng dầu

1 Chọn loại thùng dầu

Vi cong suất trên mỗi trụ của máy biến áp là 83,33 kVA nên theo bảng ta chọn thùng dau là kiểu thùng có gắn ơng tản nhiệt do nó có ưu điểm là hệ số toả nhiệt cao, ít tốn nguyên liệu hơn so với thùng có gắn ống phẳng

2 Chọn các khoảng cách cách điện từ dây dẫn ra đến vách thùng, đến xà ép

gông trên được xác định như sau:

- s; 1a khoảng cách đến vách thùng cho dây dẫn ra cao ap cO Urn: =

20kV, theo bang XIV.6 chon s, = 20 mm = 2cm

- s» la khoang cach dén xa ép gông cho dây dẫn ra hạ áp có Uu„¡ = SkV

ta tra bang XIV.6 chon s) = 15 mm = 1,5 cm

-_ § là khoảng cách từ dây dẫn ra có bọc cách điện hay không bọc cách điện của đây quấn hạ áp đến dây cao áp với Uam=5kV theo bảng XIV.6 ta chọn sạ = 35 mm = 2,5 cm

- _ sa là khoảng cách từ dây dẫn ra của day quan hạ áp đến vách thùng, với

Uamni=ŠkV theo bảng XIV.7 ta chọn sạ= 25 mm = 2,5 cm

-_ dị là đường kính dây dẫn ra có bọc cách điện của dây quấn cao áp, với

Uana=20kV theo bảng XIV.7 ta chọn dạ=25mm =2,5cm

-_ dị là đường kính dây dẫn ra có bọc cách điện của dây quấn hạ áp, với

Utnni=5kV theo bảng XIV.7 ta chọn dị=10mm =lcm

3 Chiều rộng tối thiểu của thùng dầu

Theo hình vẽ sơ lược thùng dâu:

Trang 30

Khoảng cách tối thiểu bên trong của máy biến áp

Kích thước cơ bản của thùng dầu máy biến áp 4 Chiều dài thùng dầu

A =2C+B

C là khoảng cách giữa hai trụ , C = 32,5 cm

Vậy A =2.32,5 +45 = 110 cm

Ta chon lai A=110 cm=1,1 m

5 Chiều cao ruột máy H, cố ` „

H; là khoảng cách từ đáy thùng đên hệt chiêu cao lõi sắt, được xác định theo công thức sau

H, = 1p +2.hgtn

Trong đó

+ lr là chiều cao của trụ, như trên đã xác định được ly= 47,95 em

+ hg 1a chiều cao của gơng, nó bằng bề rộng cực đại của tắm lá thép trong gong, hg = ai = 15,36 cm

+ n là chiều đày tắm lót gơng đưới, chọn n = 4cm Thay số vào biểu thức

H, = 47,95 + 2.15,36 + 4 = 82,67 cm

Chon lai H; = 84 cm = 0,84m

6 Khoảng cách từ gông trên dén nap thing H,, tra bang 13.3 với điện áp của

dây quấn cao áp là 6,3 kV ta chọn Hạ = 30 em 7 Chiều cao thùng:

Hm = H, + Hạ

=84+30 = 114 cm = 1,14m

8.D6 ting nhiệt trung bình giữa đầu và thùng

Oat = 65 - Boat

Trang 31

ở đây ta sẽ lấy Đạạ„ lớn nhất là của dây quấn cao ap, vay Ooan=35,9°C vậy

Bar = 65 - Boat

= 65 — 35,9 =29,1°C

9 Độ tăng nhiệt giả thiết ở mặt trên của dầu so với khơng khí

Oa = 1,2.04= 1,2.29,1 = 34,92°C <55°C

10 Độ chênh của vách thùng so với không khí

0” at = Oat Out — Oct

Trong đó

+ 6, là độ chênh nhiệt trong và ngoài vách thùng, lay „ = 5°C

+ 6¿, là độ chênh nhiệt dự trữ, lấy 0„, =2°C

Thay vào công thức

9”, dt ~ = Bye Oa

= 29,1-5-2= 22,1°C

11 Diện tích tản nhiệt của vách thùng phẳng

M,’ =[2.(A-B) + x.B].Hn,

= [2.(1,1- 0,45) + x.0,45].1,14

=3,1m

12 Thùng đầu tản nhiệt ra ngồi khơng khí thơng qua các ống tản nhiệt vậy bề mặt bức xạ của thùng dầu là:

=k.M,’

k là hệ số ảnh hưởng của hình dáng mặt thing, voi thing cé dng ta ldy k= 1,5

M, = 1,5.3,1 = 4,65 m?

13 Để đạt được dé tang nhiét 64, = 22,1°C thi can mét bé mat tan nhiét la

M, = 205-Pa +Po) 1 19M, 25.0 _ 105.(4284 + 655) 2,5.22,1 =38 m -1,12.4,65

14 Chọn ống và tính tốn các kích thước của ống

Do nhược điểm của kiểu dây quấn cao áp và hạ áp là tản nhiệt kém, nên khắc phục điều này bằng cách chọn hệ thống tản nhiệt tốt, vì vậy ta chọn thùng dầu có ống tản nhiệt và ống tản nhiệt là loại ống tròn ®51 với hai dãy ống

Trang 32

Kích thước chủ yếu của ống tản nhiệt - b¡ khoảng cách 2 tâm ống trên và ông đưới của dãy 1

bị = Hm — (c+e)

+ Hạ, là chiều cao của thùng, như trên đã tính Hạ = 1,14m

+ c là khoảng cách từ ống ngoài cùng tới nắp, tra bảng XIX.2 ta chọn c= 8

cm

+ e là khoảng cách từ ống ngoài cùng tới đáy thùng, tra bảng XIX.2 ta chọn

e=9em

Vậy

b,=114-8-9=97cm - Chiéu dai day ống ngoài:

|, = (b1-2.R) +7.R + 2.42

Trong đó

+R là bán kính cong của ống, với ống ®5I tra bang XIX.1 ta lấy 15 em + a; là khoảng cách của đoạn ống thẳng của dãy ống ngoài gắn vào vách thing, ta lay a) = 15,5 cm

Thay số vào ta được

= (97-2.15) +m.15 +2.15,5 = 145 em

- Chiều dài của dãy ống trong

Trang 33

lạ=h—4‹

tạ là khoảng cách giữa các dãy, tra bảng XIX.I tạ = 7,5 cm l;= 145 —4.7,5 = 115 em

15 Diện tích tản nhiệt của ống phải có

Mạ =M, - Mix

=3§ — 4,65 = 33,35 m7 16 Diện tích tản nhiệt của dãy ống

Mụ= Mẹ

Kia

kya la hệ số xét đến hình đáng của thùng, tra bảng 13.12 với thùng có 2 dãy ống ta nhận được giá trị kụa =1,344

Mụ= Me Kha = 3Š =24,81 m2 1344

16 Chiêu dài của ông

L= Mụ

m,

mạ là bề mặt tản nhiệt của mỗi mét Ống, ta bảng XIX.1 với ống trịn ®51 mạ

=0,16 m? Hồ 155 cm 0,16 17 Số ống cần có là ie L 1,+1, ~ 15 60 ống 1,45 +1,15

17 Khoảng cách giữa các ống trong một dãy là

gu= 2.(A-B)+7.B ¡„=“^ — ——— Ny / 72 2.(1,1- 0,45) 10.45 _ 0,09 m=9 om 60/ 3 x 4 2 £

18 Tông bê mặt tản nhiệt của thùng và ông tản

=M = [2.(A-B) + x.(B+2ai+2R+2t¿+d)].H + 0,5 Mn

+ ta là bước ông trong một dãy, tra bảng được, tạ = 75 mm

Trang 34

+ d là đường kính của ống tản nhiệ,d=5lmm „

+a, là khoảng cách của đoạn ông thăng của dãy ông trong gắn vào vách

thing, ta lay a; = a) —ty= 155-75=50 mm

+ M, 1a diện tích bê mặt tản nhiệt của nắp thùng,

(+ðŸ

`4

Mạ = ma +(A-B).(B+58)

8 14 d6 chênh của nắp thùng, lấy ỗ = 5 cm

= 70-45 +0,05)" , 4 = 0,52m? Vậy ta có M =[2.(1,1-0,45) + z.(0,45 + 2.50.103+2.150.'°3+ 2.753+51.10) +0,5.0,72 =4,96 m

19 Diện tích bề mặt đối lưu

MạiE MỊ”.kạ + Mạ.kạ +M,.k

+ kụ là hệ số hình dáng ảnh hưởng đến bề mặt tản nhiệt của vách thùng phẳng, tra bảng kụ = 1,00

+ kahệ số hình dáng của ống ảnh hưởng đến bề mặt tản nhiệt của ống, tra bảng kạ = 1,344

+ k là hệ số tản nhệt của bề mạt nắp thùng, 6 day k =1/2 vì chỉ co một nửa nắp thùng tham gia bức xạ

+ Mạ là diện tích tản nhiệt của ống

Mạ = nạ.lạ.m¿

nạlà tổng số Ống ls=li+lạ= 1,6m

Mạ là bề mặt tản nhiệt của ống, ms = 0,16 m’, vay Ms = 60.2,6.0,16=24,96 m°

Mại =3,1.1+24,96.1,344+0,5.0,72 = 37m? 21 Độ tăng nhiệt của thùng dầu với khơng khí

1,05.P, +Py) sos 8x = FT 2,8.M,, + 2,5.M 4,

_ 1,05.(4284 + 655), 08 2,8.4,65 + 2,5.37 =22,55°C

+ Độ tăng nhiệt của đầu và vỏ Gu = 0165 1,05.(P, +Po) 6

M,+M, +0,5.M,

+ (1,1 - 0,45).(0,45 + 0,05)

Trang 35

1,05.(4284 + 655) 1° 24,96 + 3,1 + 0,5.0,72 =3,75°C

+Độ tăng nhiệt giữa dầu và khơng khí

Đặc = Oat + Ox

= 22,5 + 3,75 = 26,25°C + Độ tăng nhiệt lớp trên của dầu

Ox’ = 1,2 Oa

= 1,2.26,25 = 31,5 °C < 60°

+ Độ chênh nhiệt của dây quấn cao áp so với khơng khí

Oo = Boa + Oak

= 19,8+26,25 =46,05°C <65°C

+ Độ chênh nhiệt của day quấn hạ áp so với khơng khí Oox1 = Boar + Oa

= 32,96 + 26,25 = 59,21°C<65°C

Như vậy tất cả độ chênh nhiệt của đây quấn và của đầu so với khơng khí đều thoả mãn về độ bền nhiệt

= 0,165,

C Chỉ tiêu kinh tế máy:

1 Trọng lượng day đồng:

2Geu = Gouna + Geuca + Geurt + Geur = 88,6 + 194+ 4,24 +0,434

= 287,27 kg „

2 Trọng lượng tôn silic của lõi sắt

Gp = Gr+ Ge = 209,3 + 220,96 = 430,26 kg 3 Thẻ tích thùng dầu 2 Vr= [na +(A-B).BỊ.H; 0,45? 4 =0,5I m? 4 Thể tích ruột máy vind Ve

+ G, 1a trọng lượng tác dụng của ruột máy G.= 1,2.GGcu + Gr.)

+(11 - 045).0,45].1,14

=[m

Trang 36

= 1,2.(287,27+430,26) = 861,04 kg

+ y là tỉ trọng trung bình của ruột máy, với m.b.a đây quấn đồng ta lay y, = 5,8.10°*kg/m?

vay

_ 861,04

: 3

,Š

5 Trọng lượng dầu m.b.a

Gạ= 1,05.[0,9(Vi-V,)+Gas]

+ Ga là trọng lượng của dâu trong toàn bộ ông tản nhiệt

Gas = Ya-o-l5

yg 1a trong lượng đầu trong 1 mét chiều dài ống, yu=1,63 kg/m

nạ là tổng số ống, na= 60

.lạ=2,6m

Gas = 1,63.60.2,6 = 254,28 kg

Vậy trọng lượng dầu m.b.a là

Gạ = 1,05.[0,9.(0,51-0,148).10°+254,28] = 609,08 kg 6 Thẻ tích bình dãn dầu Vag = 0,08.Va = 0,08.(0,51-0,148) = 0,029 m° 7 Đường kính bình đãn dầu d= 4Vea Tel gg

vì thùng tản nhiệt bằng Ống nên l„¿ < B+2.a;