Như ta đã biết, thùng dầu đồng thời là vỏ máy của MBA, trên đó có đặt các chi tiết máy rất quan trọng như sứ ra của dây quấn CA và HA, ống phóng nổ,bình giãn dầu…Vì vậy thùng dầu ngoài yêu cầu đảm bảo tản nhiệt tốt còn phải đảm bảo các tính năng về điện (như đảm bảo khoảng cách cho phép giữa dây quấn với thùng), có độ bền cơ học đảm bảo, chế tạo đơn giản và có khả năng rút gọn được kích thước bên ngoài. Việc tính toán ở đây là căn cứ yêu cầu tản nhiệt, sau đó kiểm tra lại xem về yêu cầu cần tản nhiệt.
1. Chọn loại thùng dầu cho MBA S = 2500 kVA. Ta chọn loại thùng có những cánh tản nhiệt bằng tôn bố trí vuông góc với vỏ thùng.
2. Chọn kích thước tối thiểu bên trong của thùng a. Đây là MBA ba pha cấp điện áp 35/0,4kV
Nên chiều rộng của thùng là: B D S1 S2 d1 S3 S4 d2 ,,
2+ + + + + += =
Trong đó:
+D2,,=63,8 (cm) đường kính ngoài của dây quấn CA
+ S1=3,2(cm): khoảng cách dây dẫn ra đến vách thùng của cuộn CA.
+ S2=3,2 (cm): khoảng cách dây dẫn ra của dây quấn CA đến bộ phận nối đất.
+ S3 = 2,5 (cm): khoảng cách dây dẫn ra của dây quấn HA đến mặt dây quấn đến bộ phận nối đất.
+ S4 = 5,0 (cm): khoảng cách từ dây quấn HA đến vách thùng.
+ d1: dây dẫn ra của dây quấn HA ta chọn bề mặt nằm ngang với 4 sợi chập song song nên d1 = 4,7 = 28 mm = 0,6 cm.
+ d2: khoảng cách dây dẫn ra của cuộn CA, d2 = 2,5 Như vậy B = 63,8 + 3,2 + 2,5 + 5 + 0,6 + 2,5 + 3,2 = 80,8 b. Chiều dài tối thiểu của thùng.
A = 2.C + D,,
2 + 2.S5
S5 : là khoảng cách giữa dây quấn CA và HA
S5 = S3 + d2+ S4 = 2,5 + 2,5 + 5 = 10 C = 42,3 cm
D’’ = 63,8 cm Thay số vào ta được.
c. Chiều cao của thùng H = H1+ H2
H1: là chiều dài từ thùng đến hết chiều cao lõi sắt
H1 = LT + 2 hG + n
Lt= 142 cm
N = 5 chiều dày tấm lót dưới gông dưới
bn n BT h r r G G G= TG = 1056,5 ; bG = 38,5 (cm) b –nr .br = 38,5 – 2.0,8 = 36,9 hG = 28,63 9 , 36 5 , 1056 = (cm) Vậy: H1 = 142 + 2 . 28,63 + 5 = 204,26 (cm)
H2: là khoảng cách tối thiểu từ gông đến nắp thùng ta chọn
H2 = 60 + 204,26 = 264,26 (cm)
3. Sơ bộ tính diện tích bề mặt bức xạ đối lưu của thùng a. Diện tích bề mặt bức xạ
Đối với thùng có đáy ô van: Mbxbx = Mfov.K.10−4
Trong đó
Mfov = [2.(A-B) +π.B].H là diện tích thùng thẳng đáy ô van
Mfov = [ 2(168,4 -80,8) + 3,14 .80,8 ] .46,8 = 20094,5 (cm2)
Ta chọn K = 1,2: hệ số ảnh hưởng hình đáy mặt ngoài thùngVậy Mbx = 20094,5 + 2,46 .1,2.10−4 ≈2,1 m2
b. bề mặt đối lưu của thùng, căn cứ vào tổng tổn hao, vào nhiệt độ chênh lệch giữa vách thùng và môi trường xung quanh ta xác định bề mặt đối lưu của theo công thức sau:
)( ( 12 , 1 . 5 , 2 . 05 , 1 2 , cm tk P M Mdl = ∑ − bx θ Trong đó: Σp = 7214,3 + 43,9 .103 = 11604,3 (W)
θtk: là nhiệt độ chênh của thùng dầu so với không khí xung quanh. Ta
căn cứ vào những điều kiện sau để chọn cho thoả đáng.
Ta biết nhiệt độ chênh lâu dài cho phép của dây quấn so với môi trường xung quanh khi tải định mức là 600C do đó độ chênh trung bình của dầu đối với không khí không được quá:
θdk = 600C - θ0
dtb= 600– 23, 980 = 33,020
Do đó nhiệt độ chênh của thùng đối với không khí được tính như sau:
θtk = θdk - θdk = 36,02 – 3 = 33,020C Ta kiểm tra điều kiện
σ.(θdl + θtk) ≤ 500C
σ.θdk ≤ 500C với σ = 1,2
1,2.36,02 = 43,2240C < 500C
Như vậy sơ bộ ta tính được θtk = 33,020C Thay các số liệu vào công thức trên ta được
)( ( 869 , 12 1 , 2 02 , 33 . 5 , 2 3 , 11604 . 05 , 1 2 , m Mdl= − =
Đây là tính sơ bộ bề mặt đối lưu c. Thiết kế thùng dầu
Căn cứ vào bề mặt bức xạ và đối lưu của thùng vừa tính sơ bộ ở trên để thiết kế sơ bộ thùng dầu và kích thước thùng dầu, hình dáng thùng. Sau đó với thùng đã thiết kế cụ thể tính toán lại bề mặt bức xạ đối lưu của nó để kiểm tra lại MBA có đạt tiêu chuẩn nhiệt độ chênh cho phép hay không, Nếu không thì ta sẽ phải điều chỉnh lại bề mặt tản nhiệt cho phù hợp.Với máy công suất S = 2500 kVA như đề tài thiết kế thì ta dùng tản nhiệt ống, các ống đực hàn vào vỏ thùng , lưu thông dầu cho cân bằng nhiệt độ giữa phía trên và phía dưới thùng dầu. Đường kính ống là 30 mm, bước ống 75mm, chiều cao ống là 210 cm.