Đồ án Thiết kế máy điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -VIỆN ĐIỆN ***** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN Thiết kế Máy Biến Áp điện lực ba pha ngâm dầu Trương Công Minh minh.tc162756@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điện Giảng viên hướng dẫn: TS Bùi Đức Hùng Bộ môn: Viện: Thiết bị điện - Điện tử Điện HÀ NỘI, 5/2020 Đề tài đồ án: Mục lục trang Yêu cầu toán: I Thiết kế MBA điện lực ba pha ngâm dầu Sdm U F (kVA) (kV) (Hz) 400 22/0,4 50 Các đại lượng MBA II Dung Tổ nối dây YYn12 lượng pha Spha = = =133.333 (kVA) Dung lượng trụ St = = = 133.333 (kVA) Với: Sdm công suất định mức MBA m số pha t số trụ MBA Dịng - điện dây định mức Phía cao áp (HV): I2 = = = 10.497 (A) - Phía hạ áp (LV): I1 = = = 577.35 (A) Dịng - điện pha định mức Phía cao áp: Ipha2 = I2 = 10.497 (A) - Phía hạ áp: Ipha1 = I1 = 577.35 (A) Điện - áp pha định mức Phía cao áp: Upha2 = = = 12.7 (kV) - Phía hạ áp: Un (%) Po (W) 960 Pn (W) 4600 Upha1 = = = 231 (V) Điện áp thử nghiệm dây quấn Ut2 = 45 (kV) Ut1 = (kV) Các thành phần ngắn mạch Thành phần tác dụng điện áp ngắn mạch: Unr = = = 1.15% Thành phần phản kháng điện áp ngắn mạch: Unx = = = 3.83% III Chọn số liệu xuất phát tính kích thước chủ Chiều rộng qui đổi rãnh từ tản dây quấn CA HA: Với Ut2 = 45 kV tra bảng 19 chọn cách điện CA HA là: a12= 18 (mm) chiều dày ống cách điện δ12 = (mm) Tra bảng 12: Chọn k = 0.53 (a1 + a2)/3 = 0.53 = 1.8 (cm) Chiều rộng qui đổi từ trường tản: ar = a12+(a1+a2)/3 = 3.6 (cm) Hệ số qui đổi từ trường tản: kr = 0.95 Thiết kế mạch từ Ta chọn tơn cán lạnh mã hiệu 3405 có chiều dày 0.3 mm, phủ cách điện chịu nhiệt Tra bảng 11 ta chọn từ cảm trụ Bt = 1,6T Ép trụ đai, ép gông xà ép Tra bảng Lấy hệ số Kg = 1,02 Không dùng bulông xuyên qua trụ gông Sử dụng lõi thép có mối ghép xiên góc, cịn mối nối dùng mối ghép thẳng tôn Tra bảng 5, chọn số bậc thang trụ 3; lấy số bậc thang gông nhỏ so với trụ nên gơng có bậc Tra bảng lấy kc = 0.928 Tra bảng 10 lấy kđ = 0.97  Hệ số lợi dụng lõi sắt: kld = kc*kđ = 0.928*0.97 = 0.9 Từ cảm gông Bg = Bt / Kg = 1.6/1.03 = 1.569 T Từ cảm khe khơng khí mối nối thẳng B’’k = Bt = 1.6 T, với mối nối xiên là: B’k = Bt /√2 = 1,6 / √2 = 1.131T Tra bảng 45: - Suất tổn hao sắt trụ: pt = 1.15 W/kg Vì suất tổn hao sắt tỉ lệ với bình phương mật độ từ thơng Ngoại suy ta được: Suất tổn hao sắt gông: pg = 1.074* = 1.086 (W/kg) Tra bảng 50: - Suất từ hóa trụ: qt = 1.526 VA/kg Vì suất từ hóa trụ tỉ lệ với bình phương mật độ từ thông Ngoại suy ta được: Suất từ hóa trụ: qg = 1,383* = 1.4 (VA/kg) Suất từ hóa khe hở khơng khí: Nối thẳng: q”k = 19200VA/m2 Nối xiên: q’k = 2734 VA/m2 Các khoảng cách cách điện Trụ dây quấn HA: a01 = 5mm Dây quấn HA CA: a12 = 18mm Độ dày ống cách điện CA HA: δ12 = 3mm Dây quấn CA CA: a22 = 18mm Độ dày chắn pha: δ22 = 3mm Giữa dây quấn CA đến gông l’0 = 50mm Phần đầu thừa ống cách điện lđ2 = 20mm Chọn hệ số tính tốn Lấy gần trị số hướng dẫn theo bảng 13,14: a = =1.4 b = = 0.34 Tra bảng 15 lấy hệ số tổn hao phụ: kf = 0.94 Xác định hệ số β Trong thiết kế máy biến áp thường dùng hệ số β để quan hệ đường kính trung bình dây quấn d12 với chiều cao l chúng, gọi tỉ số kích thước = Hệ số ảnh hưởng rõ rệt tới đặc tính kỹ thuật kinh tế MBA - Về mặt kinh tế: Nếu MBA có công suất điện áp thông số kỹ thuật ban đầu nhỏ MBA “gầy” “cao”; ngược lại, nhỏ MBA “béo” “thấp” ảnh hưởng tới ti lệ sắt đồng MBA, nhỏ sắt đồng nhiều, lớn sắt nhiều đồng Như vậy, chọn thích hợp khơng ảnh hưởng tới kích thước hình dáng MBA mà cịn ảnh hưởng tới vật liệu cấu thành MBA, từ ảnh hưởng tới giá thành MBA - Về mặt kỹ thuật Nếu lớn đường kính d lớn trọng lượng sắt tăng, tổn hao sắt tăng kéo theo dịng điện khơng tải tăng lên Muốn giữ tổn hao khơng đổi tăng trọng lượng đồng giảm xuống, lúc mật độ dịng điện lực điện động lại tăng lên Vì vậy, việc cần thiết thiết kế mạch từ MBA việc chọn cho hợp lý Việc chọn thực theo hướng dẫn 2.2 bảng 17, với biến thiên khoảng từ 1,2 đến 3,6 Ta tính hệ số: Ta có đường kính trụ sắt d cà tỉ số kích thước β có ảnh hưởng định tới số liệu khác máy biến áp thay đổi toàn thiết kế Do thường chọn đại lượng d β làm biến độc lập cho liện hệ đại lượng cần tìm Ta có biểu thức: Trong ta lấy d = A.x A= x= Với: - Kr hệ số Rogovski - Kld hệ số lợi dụng - tỷ số kích thước (quan hệ chiều rộng chiều cao máy) Từ công thức ta thấy: • Trong thiết kế máy biến áp, ta biết St, Ux, f • Từ cảm Bt phụ thuộc vào loại thép chọn • Hệ số Kld coi số • Hệ số từ tản Kr mội dải công suất điện áp rộng nói chung thay đổi ít, thường lấy là: Kr = 0.95 Thực tính tốn a) Tính tốn trọng lượng vật liệu Khối lượng lõi thép: GFe (tổng khối lượng gông trụ) GFe = Gg + Gt Khối lượng trụ: Gt = A = = = 0.166 (m) A1= 5.663*104*kld*A3*a= 5.663*104*0.9*0.1663*1.4 = 326.4 (kg) A2= 3.605*104*kld*lo*A2= 3.605*104*0.9*0.05*0.1662 = 44.7 (kg) Gt = Khối lượng gông: Gg = B1x3 + B2x2 B1= 2.4*104*kg*kld*A3*(a+b+e) = 2.4*104*1.02*0.9*0.1663*(1.4+0.34+0.4) = 215.7 (kg) B2 = 2.4*104*kg*kld*A2*(a12+a22) = 2.4*104*1.02*0.9*0.1662*(0.018+0.018) =21.9 (kg) Gg = 215.7+21.9 Vậy khối lượng lõi thép là: GFe = Gt + Gg = +215.7+21.9 = Khối lượng dây quấn: Chọn dây quấn đồng GCu = Với tần số 50 Hz ta có: C1 = = 2.46*10-2* = 312 (kg) GCu = b) Tiết diện trụ: Tt = 0.785*kld*A2*x2 =0.785*0.9*0.1662*x2 = 0.0195 Tiết diện khe hở khơng khí mối nối xiên: Tk = Tt = 0.0276 c) Tính tổn hao Tổn hao khơng tải máy biến áp: Po = k’f(ptGt + pgGg) = 1.25(1.15Gt + 1.086Gg) = 1.4375Gt + 1.3575Gg Trong đó: Go = 0.492*104kgkldA3x3 = 20.7x3 trọng lượng góc k'f = 1.25 pt = 1.15 pg = 1.086 Công suất từ hóa: Qo=k’ìfk”ifqt(Gt+0.5kioGo)+k’ifk”ifqg[Gg+0.5kiokirGo-(N+2)Go] +k”if∑qknkTk” = 1.2*1.06*1.526*(Gt+0.5*42.45*Go)+ 1.2*1.06*1.4*(Gg+0.5*42.45*1.25*Go-6Go) +1.06*2734*4*0.0276*x2+1.06*19200*3*0.0195*x2 = 1.94Gt + 1.78Gg + 77.76Go + 1510.5*x2 Trong đó: K’if = 1.2 K”if =1.06 qt = 1.526 qg = 1.4 kio = 42.45 kir = 1.25 Thành phần phản kháng dịng điện khơng tải là: iox = giá trị vật liệu: 10 Ctd = CFe + CCu Giá tôn cán lạnh 75000 đ/kg Giá dây đồng 185000 đ/kg d) Chọn tỉ số hình dáng β Có 1.2 < β < 3.6 Ta có bảng so sánh hệ số β Với giới hạn Po = 960 W ta có β < 1.975 Ta có biểu đồ sau: 11 Đường kính trụ sắt: d = A = 0.166* = 0.192 (m) chọn đường kính tiêu chuẩn gần ddm = 0.19 m Tính lại trị số β = 1.72 Tiết diện trụ: Tt = kld* = 0.9* = 0.0255 (m2) Đường kính trung bình dây qn cao áp hạ áp là: d12 = ad = 1.4*0.19 = 0.266 (m) 12 Điện áp vòng dây: uv = 4.44*f*Bt*Tt = 4.44*50*1.62*0.0229 = 9.0576 (V) Chiều cao dây quấn sơ bộ: l = = = 0.486 (m) Tính tốn dây quấn máy biến áp IV a) u • cầu vận hành Yêu cầu điện Khi vận hành thường dây quấn máy biến áp có điện áp làm việc bình thường q điện áp đóng ngắt mạch lưới điện sét đánh gây nên ảnh hưởng chủ yếu cách điện máy biến áp, tức cách điện dây quấn với dây quấn với vỏ máy biến áp Còn điện áp sét đánh thường ảnh hưởng đến cách điện dọc máy biến áp, tức vịng dây hay gữa bánh dây • Yêu cầu học Dây quấn không bị biến dạng hư hỏng tác dụng lực học dịng điện ngắn mạch gây • u cầu nhiệt Khi vận hành bình thường trường hợp ngắn mạch, thời gian định dây quấn khơng có nhiệt độ cao q chất cách điện bị nóng bị tính đàn hồi tính cách điện Vì thiết kế phải đảm bảo cho tuổi thọ cách điện đạt từ 15 đến 20 năm b) Yêu cầu chế tạo Làm cho kết cấu đơn giản tốn nguyên vật liệu thời gian để chế tạo nhanh, hạ giá thành mà đảm bảo yêu cầu vận hành • Các yêu cầu đặt ra: - Phải có quan điểm tồn diện kết hợp cách hợp lí hai yêu cầu chế tạo vận hành để sản phẩm có chất lượng tốt với giá thành hạ 13 - Phải ý đến kết cấu cách chế tạo dây quấn cho thích hợp với trình độ nhà sản xuất - Phải nắm vững lí luận có liên quan đến dây quấn cao áp, vật liệu cách điện • Quy trình: - Chọn kiểu kết cấu dây quấn - Tính tốn, bố trí xếp dây quấn - Tính tốn đặc tính dây c) Tính tốn dây quấn hạ áp Trong trường hợp máy biến áp loại dây quấn trụ, cuộn hạ áp (HA) quấn trong, cuộn cao áp (CA) quấn ngồi, ta tính tốn cuộn hạ áp trước, sau đến cuộn dây cao áp Số vòng dây quấn hạ áp: W1 = = = 25.5 (vòng) Ta lấy W1 = 25 Sức điện động vòng dây: uv = = 9.24 (V) Cường độ từ cảm thực trụ: Bt = = = 1.6322 (T) Mật độ dòng điện trung bình: Δtb = 0.746kf**104 = 0.746*0.94**104=2.8*106 (A/m2) Trị số ∆tb giá trị gần cho dây quấn cao áp hạ áp trị số ∆ tb thực tế dây quấn phải cho gần với giá trị Tính sơ tiết diện vòng dây: 14 T1 = = = 2.06*10-4 (m2) = 206 (mm2) Chọn kết cấu dây quấn hạ áp: - Theo bảng 38 có: S = 400 kVA; Ipha2 = 577.35 A; Upha2 = 231 V ta chọn kết cấu dây quấn hình ống Chiều cao hướng trục vòng dây (kể cách điện) sơ tính: hv1 = – hr = = 0.0085 m =8.5 mm Tra bảng 21 với T2 hv2 ta chọn tiết diện vòng dây gồm sợi song song Qui cách dây HA sau: Do tiết diện vịng dây là: 43.9*5 = 219.5 (mm2) 10 Chiều cao thực vòng dây hv2 = 8.5 mm 11 Chiều cao thực dây quấn: L1 =b’*10-3*(w1+4)+k*hr(w1+3) = 8.5*(28 + 4) + 0.95*5*(28 + 3) = 419.25 (mm) 12 Mật độ dòng điện thực dây quấn hạ áp: Δ1 = = 2.63 (MA/m2) 13 Chiều dày dân quấn HA: a1 = 6.1*5 = 30.5 (mm) 14 Đường kính dây quấn: D1’=d+2a01 = 180+2*5 = 190 (mm) 15 Đường kính ngồi dây quấn: D1”= D1’+2a1= 190+2*30.5 = 251(mm) 16 Trọng lượng đồng dây quấn HA: GCu1 = 28*t**w1*T1*103 = 3*28*103*0.2205*219.5*10-6*28 = 113.8(kg) 17 Khối lượng dây đồng HA có tính cách điện là: GHA = 113.8*1.02 =116.076 (kg) d) Tính tốn dây quấn CA Số vịng dây dây quấn CA ứng với điện áp định mức: W2đm = = = 1539.4 (vòng) Chọn w1đm = 1539 (vòng) Số vòng dây cuộn CA cấp điều chỉnh: wđc = = 39 Số vòng dây tương - Cấp 23100 V: w2 = - Cấp 22550 V: w2 = ứng đầu phân nhánh: 1539 + 2*39 = 1617 1539 + 39= 1578 15 - Cấp - Cấp - Cấp Mật 22000 V: w2đm = 1539 21450 V: w2 = 1539 – 39 = 1500 20900 V: w2 = 1539 – 39*2 = 1461 độ dòng điện sơ bộ: Δ2 = 2Δtb – Δ1 = 2.64*2 – 2.63 = 2.65 (MA/m2) Sơ tính tiết diện vòng dây: T’2 = = = 3.96 (mm2) Theo bảng 38, với S = 400kVA, Ipha1 = 10.5 (A) U1 = 22 (kV), T’1 = 4.1 (mm2), ta chọn kết cấu dây quấn kiểu hình ống nhiều lớp, dây quấn tròn tráng men Mã hiệu dây quấn: ; 3.94 mm2 Tiết diện thực vòng dây T1 = 3.94 mm2 Mật độ dòng điện thưc: Δ2 = = 2.66 (MA/m2) Số vòng dây lớp bánh: W’l2 = = 181 (vòng) 10 Chọn lớp bánh dây wl2= 181 Số lớp bánh: nl2 = = 8.9 lớp chọn lớp 11 Điện áp làm việc lớp kề là: Ul2 = 2*wl2*uv = 2*181*8.25 = 2986.5 V 12 Tra bảng 26 với Ul2 = 2986.5 V ta chọn chiều dày cách điện lớp là: δ l2 = 4×0.12 = 0.48 (mm) 13 Lớp ngồi có số vịng là: 1617-8*181=169 (vịng) 14 Tra bảng 18 bảng 19: - Dây quấn HA CA: a12 = 9mm - Độ dày ống cách điện CA HA: δ12 = 3mm - Dây quấn CA CA: a22 = 18mm - Độ dày chắn pha: δ22 = 3mm 16 - Khoảng cách từ dây quấn CA đến gông: lo2 = 50 mm 15 Để tăng điều kiện làm nguội thường chiều dày dây quấn phân thành tổ lớp, tổ gồm lớp tổ gồm lớp Giữa hai tổ có rãnh dầu V dọc trục a’22 Tra bảng 54 a) chọn a’22 = mm 16 Chiều dày dây quấn CA: a2 = [d’2(4+5) + δl2[(4-1) + (5-1)] +a’22] *10-3 = (2.32*9+0.48*7+5)*10-3 = 0.02924 (m) 17 Chiều cao thực dây quấn HA: L2 = d’2*wl2 = 2.32*181 = 419.32 (mm) 18 Đường kính dây quấn CA: D’2 = D”1 + 2a12 = 0.251+2*0.009 = 0.269 (m) 19 Đường kính ngồi dây quấn CA: D”2 = D’2 + 2a2 = 0.269 + 2*0.02924 = 0.32748 (m) 20 Khoảng cách hai trụ cạnh nhau: C = D”2 + a22 = 0.32748+0.018 = 0.34548 (m) 21 Trọng lượng đồng dây quấn CA: GCu1 =28*t**w2*T2*103 = 28*103*3*0.29824*1617*3.94*10-6 = 159.6 (kg) 22 Trọng lượng dây quấn CA có tính cách điện: GCA = 159.6*1.01 = 161.2 (kg) Tính tốn tham số ngắn mạch A Tổn hao Tổn hao chính: PCu = 2.4*10-12*Δ2*GCu 1.1 Dây quấn HA: PCu1 = 2.4*10-12*Δ12*GCuHA = 2.4*10-12*2.632*1012*113.8 = 1889 (W) 1.2 Dây quấn CA: PCu2 = 2.4*10-12*Δ22*GCuCA = 2.4*10-12*2.662*1012*159.6 = 2710 (W) Tổn hao phụ: 2.1 Trong dây quấn HA: Kf1 = + 0.095*108β2a4n2 = + 0.095*108*0.24*5.64*10-12*52 = Với β = = = 0.49 2.2 Trong dây quấn CA: Kf2 = + 0.044*108*β’2d4n2 = + 0.044*108*0.4*2.244*10-12*102 = 17 Với β’ = = = 0.79 Tổn hao dây dẫn - Đối với dây quấn HA: ra: 3.1 Chiều dài dây dẫn ra: lr1 = 7.5*0.4342 =3.26 (m) 3.2 Trọng lượng đồng dây dẫn HA: Gr1 = lr1*T1*8900 = 3.26*219.5*10-6*8900 = 6.37 (kg) 3.3 Tổn hao dây dẫn HA: Pr1 = 2.4*10-12*Δ12*Gr1 = 2.4*10-12*2.632*1012*6.37 = 105.7 (W) - Đối với dây quấn CA: 3.4 Trọng lượng dây dẫn CA: Gr2 = lr1*T2*8900 = 3.26*3.94*10-6*8900 = 0.114 (kg) 3.5 Tổn hao dây dẫn CA: Pr2 = 2.4*10-12*Δ22*Gr2 = 2.4*10-12*2.662*1012*0.114 = (W) Tổn hao vách thùng dầu chi tiết kết cấu: P ≈ 10*k*S = 10*0.02*400 = 80 W Tổn hao ngắn mạch toàn phần: Pn = PCu1kf1 + PCu2kf2 + Pr1 + Pr2 + P = 1889+2710+105.7+2+80 = 4786 W Khi điện áp dây quấn CA định mức: Pn = 4786 – 2710*0.05 = 4650.5 W So với thông số cho = 101% B.Điện áp ngắn mạch Thành phần tác dụng: unr = = = 1.163% Thành phần phản kháng β = = = 1.82 ar = 0.009 + (0.0305 + 0.02924)/3 = 0.03 σ = (0.009 + 0.0305 + 0.02924)/(ᴨ*0.42) = 0.052 kr = – 0.055(1 - = 0.948 unx = *10-1 = = 3.87% Điện áp ngắn mạch toàn phần: un = = = 4.04% nằm phạm vi 5% cho phép C Tính tốn lực học ngắn mạch Dòng điện ngắn mạch xác lập In = = = 259.8 (A) Dòng điện ngắn mạch cực đại tức thời imax = 1.41*km*In = 1.41*1.4*259.8 = 512.8 (A) km = + e-ᴨ*1.17/3.997 = 1.4 Lực hướng kính Fr = 0.628(imaxw)2βkr10-6 = 632320 N Ứng suất nén dây quấn HA 18 VI σnr = = 16.4 Mpa Ứng suất nén kéo dây quấn CA: σnr = 16.6 Mpa Đều đạt tiêu chuẩn Lực chiều trục: F’t = = 21844 N Dây quấn quấn chiều cao cuộn Lực nén chiều trục cực đại dây quấn: Fn = 21844 N Ứng suất nén lên tậm đệm cách điện bánh dây: σn = = 3.55 Mpa Nằm khoảng cho phép Tính tốn cuối hệ thống mạch từ Ta chọn kết cấu kiểu pha trụ, thép ghép xen kẽ làm tơn cán lạnh 3404 dày 0.35mm có mối nối nghiêng góc Trụ ép đai vải thủy tinh, khơng có sắt đệm Gơng ép xà ép gơng Chọn tiết diện trụ có bậc, gơng có bậc, cụ thể sau: Thứ tự tập Trụ (mm) Gông (trong nửa tiết diện trụ mm) 170 x 39 120 x 48 170 x 39 120 x 35 80 x 13 Tổng chiều dày thép tiết diện trụ (hoặc gông): (39+35+13)*2=174 (mm) Tra bảng 42b) ta có: Tồn tiết diện bậc thang trụ: Tbt = 237.4(cm2) Tbt = 0.02374 (m2) Tiết diện bậc thang gông: Tbg = 247.8(cm2) Tbg = 0.02478 (m2) Thể tích góc mạch từ: Vo = 3512 (cm3) Vo = 0.003512 (m3) Tiết diện hữu hiệu (thuần sắt) trụ: Tt = 0.97*0.02374 = 0.023 (m2) Tiết diện hữu hiệu (thuần sắt) gông: Tg = 0.97*0.02478 = 0.024(m2) Thể tích sắt góc mạch từ: V’o = 0.97*0.003512 = 0.0034 (m3) 19 Chiều cao trụ: lt = l1+2*l’o2 = 0.42+2*0.05 = 0.52(m) Khoảng cách hai tâm trụ: C = D”2+a22 = 0.32748+0.018 = 0.34548 (m) 10 Trọng lượng sắt góc: Go =V’o*γ = 0.0034*7650 = 26 (kg) 11 Trọng lượng sắt gông: Gg = 2*(t-1)*C*Tg*γ+2*Go = 2*2*0.34548*0.024*7650+2*26 = 305.7 (kg) 12 Trọng lượng sắt trụ: Gt = t*Tt*γ*lt +3*(Tt*a1g*γ*10-3 – Go) = 3*0.023*0.52*7650+3*(0.023*0.17*7650-26) = 286.2 (kg) 13 Trọng lượng sắt tồn trụ gơng: G = 305.7 + 286.2 = 591.9 (kg) VII Tính tổn hao dịng điện không tải Lõi thép làm tôn cán lạnh mã hiệu 3404, dày 0.35 mm trị số tự cảm trụ sắt gông là: Bt = = = 1.616 T Bg = = = 1.548 T Tiết diện khe khơng khí mối nối thẳng tiết diện trụ gông Tiết diện khe hở khơng khí mối nối nghiêng bằng: Tn = *Tt = 0.023 = 0.0325 (m2) Tra bảng 45 với tôn 3404 dày 0.35 mm, tra suất tổn hao sắt tương ứng: - Với Bt = 1.616 T; pt = 1.348 W/kg; pk = 1013 W/m2 - Với Bg = 1.548 T; pg = 1.18 W/kg; pk = 915 W/m2 - Với Bkn = 1.143 T; pkn = 467.6 W/m2 Đối với mạch từ phẳng, nối nghiêng góc, trụ nối thẳng, lõi sắt khơng đột lỗ, tơn có ủ sau cắt, có khử bavia, ta tìm kpc = 1; kpb= 1; kpe = 1.02; kpt = 1.02;kpg = 1; kpo = 10.18 tra bảng 46a, b; 47, 48 Tổn hao không tải: Po = Po = =1066 W Theo bảng 50 ta tìm suất từ hóa: 20 - Với Bt = 1.616 T; qt = 1.95 VA/kg; qkt = 24976 VA/m2 - Với Bg = 1.548 T; pg = 1.5 VA/kg; qkg = 19520 VA/m2 - Với Bkn = 1.143 T; qkn = 3151 VA/m2 Đối với kết cấu lõi thép công nghệ chế tạo mạch từ tơn sau cắt dập có hệ sơ: kig = 1; kic = 1.18; kit = 1.01; kie = 1.04; kib = 1; kio = 42.4; kir = 1.2 Cơng suất từ hóa khơng tải: Qo = Po = Qo = {1.18*1*[1.95*286.3+1.5*(253.7-4*26)+]+}*1*1.01*1.04 = 5821 VA Thành phần phản kháng dịng điện khơng tải: iox = = = 1.46% Thành phần tác dụng dòng điện khơng tải: ior = = = 0.27% Dịng điện khơng tải tồn phần: io = = 1.46% 10 Hiệu suất MBA tải định mức: η= (1 - )*100 = (1 - )*100 = 98.3% VIII Tính tốn nhiệt A Tính tốn nhiệt dây quấn Nhiệt độ chênh lịng dây quấn với mặt ngồi nó: Dây quấn HA: θo1 = q1*δ/λcđ = 555.46*0.25*10-3/0.17 = 0.82◦C đó: - δ chiều dày cách điện phía dây dẫn, δ = 0.25*10-3 m; q1 mật độ dòng nhiệt bề mặt dây quấn HA : q1 = = *10-10= 555.46 W/m2 λcđ = 0.17 W/(m.◦C) tra bảng 54 Dây quấn CA θo2 =2/3*0.125*p*a2/λtb = 11 ◦C 21 Trong đó: - a chiều dày dây quấn, a = 0.02924 m p tổn hao đơn vị thể tích dây quấn tính theo cơng thức: p = = = 92162 W/m3 λtb suất dẫn nhiệt trung bình tính theo công thức: λtb = = 0.6 W/(m ◦C) Với λ suất dẫn nhiệt bình quân qui ước dây quấn, tính theo cơng thức: λ = = =1.285 λ1 = 0.17 W/(m ◦C) tra bảng 54 Nhiệt giáng mặt dây quấn CA dầu: θod = 1*1*0.8*0.35*555.460.6 = 12.4◦C Nhiệt độ chênh trung bình dây quấn CA dầu: θodtb = 12.4+11 = 23.4◦C B.Tính Theo tốn nhiệt thùng bảng 57, với công suất MBA, ta chọn kết cầu thùng vách cánh sóng Đáy thùng hình chữ nhật Các khoảng cách cách điện từ dây dẫn đến vách thùng, đến xà ép gông xác định sau: s1 = 25 mm khoảng cách đến vách thùng cho dây dẫn CA, bọc cách điện mm s2 = 23 mm khoảng cách đến xà ép gông cho dây dẫn CA, bọc cách điện mm s3 = 25 mm khoảng cách đến dây vách thùng cho dây dẫn HA không bọc cách điện s4 = 50 mm khoảng cách đến dây quấn CA có U th2 = 45 cho dây dẫn HA, không bọc cách điện Chiều rộng tối thiểu thùng: 22 B=D”2 + (s1+s2+d2+s3+s4+d1)*10-3 = 0.33668+(25+23+25+25+50+10)*103 = 0.49468 m Để tâm trụ MBA lấy B = 0.51 m Chiều dài thùng dầu: A = 2C + B = 0.35468*2 + 0.51 = 1.22 m Chiều cao ruột máy: H1 = lt + 2*lg + hđ = 0.52 + 2*0.17 + 0.05 = 0.91 m Khoảng cách từ gông đến nắp thùng điều chỉnh điện áp đặt nằm ngang gông nắp thùng ta lấy: H2 = 320 mm = 0.32 m Chiều cao thùng: H = 0.89 + 0.32 = 1.23 m Nhiệt độ chênh trung bình cho phép dầu khơng khí cho dây quấn nóng CA: θdk = 65 – 23.4 = 41.6 ◦C Nhiệt độ chênh dầu so với khơng khí: 1.2*41.6 = 50 ◦C 10 Nhiệt độ chênh trung bình vách thùng khơng khí: Sơ lấy nhiệt độ chênh dầu vách thùng θ dt = ◦C, dự phịng 2◦C thì: θtk = 41.6 – – = 34.6 ◦C 11 Bề mặt xạ thùng : 23 Mbx = k*2*(A+B)H =1.35*2*(1.22+0.51)*1.21 = 5.65 m2 12 Bề mặt đối lưu cần thiết trị số θtk = 34.6 ◦C: M’đl = – 1.12*5.65 = 22 m2 Bề mặt đối lưu nắp thùng: Mn.đl = 0.5(A+0.1)(B+0.1) = 0.4 m2 Bề mặt đối lưu tản nhiệt ∑Mbđl = 22 – 4.19 – 0.4 = 17.4 13 Chọn cánh sóng có kích thức: a = 40 mm b = 120 mm c = mm δ = mm Hs = H – 0.1 < 1.23 m Chiều dài bước cánh sóng: t = (a+c+2δ) = (040+8+2*1) = 50 mm = 0.05 m - Chiều dài khai triển bước cánh sóng Ls = (2b+t – 0.43c)*10-3 = (2*120+50-0.43*8)*10-3 = 0.28656 m - Số lượng cánh sóng: m = 64 (cánh) A: 23 B:9 - Bề mặt đối lưu vách thùng cánh sóng: Mđls = m*ls(1-*Hs= 17.5*Hs (m2)  Hs = m - Bề mặt đối lưu thực thùng dầu: Mđl = 17.5*1+4.19+0.4 = 22 m2 - Bề mặt xạ: Mbx = 5.65+0.4= 6.05 m2 - 24 14 15 Nhiệt độ chênh trung bình mặt ngồi cánh sóng khơng khí: θtk = = 28.7◦C Nhiệt độ chênh trung bình dầu sát vách thùng vách thùng với 48 cánh sóng tản nhiệt θdt = 0.165 = 4◦C 16 Nhiệt độ chênh trung bình dầu trường xung quanh: θ'dk = θtk+ θdt =32.7◦C 17 Nhiệt độ chênh lớp dầu môi trường xung quanh θdk = 1.2 θ'dk = 40◦C 18 Nhiệt độ chênh dây quấn môi trường: Dây quấn CA: θo.k2 = 33.2+11+12.4 = 56.6 ◦C