MBA điện lực là là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện lực.Vì vậy đòi hỏi thiết kế phải chính xác. Thiết kế làm sao phải thoả mãn các tiêu chuẩn quy định của nhà nước cũng như thầy hướng dẫn đưa ra.
Trong quá trình thiết kế được sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Trung cư và các thầy cô giáo trong khoa nhưng do trình độ của tôi có hạn vì thế chắc chắn không tránh khỏi sai sót.
Rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để việc làm đồ án của tôi được hoàn thiện hơn.
97 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 1370 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế máy biến áp điện lực, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hao không tải:
P0 = 1,2 (1,15 Gt + 1,104 Gg)
= 1,2 ( 1,15ì591,413 + 1,104 ì 615)
= 1630,9 W
Trong đó:
Gt, Gg: Trọng lượng trụ và gông, Gt = 591,413 kg, Gg = 615.
8. Dòng điện không tải.
i0 =
Trong đó:
Q: Công suất từ hoá Q (VA)
Q = k''g (Qc + Qf + Qd), (VA).
Qc: Công suất tổn hao chung của trụ và gông.
Qc = qt ì Gt + qg ì Gg
= 1,526 ì 591,413 + 1,435 ì 615
= 1785,02 (VA).
qt, qg Suất từ hoá ở trụ và gông
qt = 1,526 VA/kg.
qg = 1,435 VA/kg.
Gt, Gg: Trọng lượng trụ và gông
Gt = 591,413 kg
Gg = 615 kg
Qf: Là công suất từ hoá phụ đối với ''góc'' có mối nối thẳng:
Qf = 40 ì qt ì G0 , (VA)
= 40 ì 1,526 ì 34,517 ì x3
= 40 ì 1,526 ì 34,517 ì 1,725
= 3634,433 (VA)
qt: Suất từ hoá ở trụ, qt = 1,526 VA/kg
G0: Trọng lượng 1 góc mạch từ, G0 = 34,517 x3 kg.
Qd: Công suất từ hoá ở những khe hở không khi nối giữa các là thép:
Qd = 3,2 ì qd ì Tt
= 3,2 ì 19200 ì 0,027 ì 1,438
= 2385,47 (VA).
qd: Suất từ hoá khe hở, đối với Bt = 1,6T, qd = 19200 W/m2.
Vậy:
i0 =
9. Đường kính trung bình của rãnh dầu.
d12 = 1,4 ì d = 1,4 ì 0,24 = 0,36 m ằ 0,34 m.
10. Chiều cao dây quấn sơ bộ.
l = m.
Trong đó:
d12: Đường kính trung bình của rãnh dầu, d12 = 0,34 m
11. Tiết diện hữu hiệu của trụ sắt.
Tt = kđ ì Tt
= kđ ì kc ì
= 0,96 ì 0,9 ì
= 0,039 m2 ằ 0,04 m2.
Trong đó:
kđ: Hệ số điền đầy rãnh, kđ = 0,96.
kc: Hệ số chiếu kín, kc = 0,9.
12. Kiểm tra ứng suất kéo tác dụng lên tiết diện dây.
sr = M ì x3
Vì MBA ba pha dùng dây đồng nên:
MCu = 0,244 ì 10-4 ì k2n ì kf ì kr ì
Trong đó:
kn =
= = 35,2
Suy ra:
MCu = 0,244 ì 10-4 ì (35,2)2 ì 0,91 ì 0,95
= 12,134
Vậy:
sr = 12,134 ì 1,725
= 20,931 MN/m2 < 60 MN/m2
Vậy thoả mãn điều kiện cho phép.
Phần II
Tính toán dây quấn MBA
I. Tính toán dây quấn HA.
1. Sức điện động của một vòng dây.
Uv = 4,44 ì f ì Tt ì Bt
= 4,44 ì 50 ì 0,04 ì 1,60
= 14,208 V
Trong đó:
f: Tần số của lưới điện công nghiệp. f = 50Hg
Bt: Mật độ từ cảm trong trụ. Bt = 1,6T.
Tt : Tiết diện hữu hiệu của trụ, Tt = 0,04 m2.
2. Số vòng dây một pha của dây quấn HA:
W1 = = 16,258 vòng
ằ 17 vòng
Trong đó:
Uf1: Điện áp pha bên phía HA, Uf1 = 231 V
Uv: Sức điện động của một vòng dây, Uv = 14,208 v
3. Điện áp thực của một vòng dây.
Uv =
=
= 1,3588 ằ 13,6 (v).
Trong đó:
Uf1: Điện áp pha bên phía HA.
Uf1 = 231 V
W1: Số vòng dây một pha của dây quấn HA
W1 = 17 vòng
4. Mật độ dòng điện trung bình:
Đối với dây đồng ta có:
Dtb = 0,746 ì kf ì (A/m2).
= 0,746 ì 0,91 ì
= 35,3 ì 106 (A/m2)
Trong đó:
kf: Hệ số kể đến tổn hao phụ trong dây quấn, trong dây dẫn ra, trong vách thùng dầu.
kf = 0,91.
Pn : Tổn hao ngắn mạch, Pn = 13000W.
Uv: Sức điện động của một vòng dây, Uv = 13,6 V
S: Công suất định mức, S = 1000kVA.
d12: Đường kính trung bình giữa hai dây quấn, d12 = 0,34 m.
5. Tiết diện sơ bộ của dây quấn HA:
T'1 =
=
= 408,886 ì 10-6 m2 = 408,886 (mm2)
Trong đó:
I1: Dòng định mức phía HA, I1 = 1443,37 A.
Dtb: Mật độ dòng điên trung bình, Dtb = 3,53 ì 106 A/m2.
Qua tính toán sơ bộ ở trên ta tiến hành chọn kết cấu dây quấn HA.
6. Chọn kết cấu dây quấn HA:
Với các thông số s = 100kVA; U2 = 400V; I1 = 1443,37 A; T'1 = 408,886 mm2. theo bảng 38 trang 202 TLTK MBA ta có thể chọn dây quấn hình xoắn kiểu xoắn kép, chiều cao rãnh dầu ngang sơ bộ hr = 4mm. Dựa vào bảng 30 trang 197 TLTK MBA ta chọn số đệm cách điện giữa các bánh dây là 8.
7. Tính sơ bộ chiều cao hướng trục của mỗi vòng dây:
hv1 =
=
= 0,024 m = 24 mm.
Trong đó:
l1: Chiều cao dây quấn sơ bộ, l1 = 0,515 m.
W1: Số vòng dây quấn HA, W1 = 17 vòng.
hr1: Chiều cao rãnh dầu ngang sơ bộ, hr1 = 4 mm.
Vì hr1 > 15 mm, theo hình (3 - 40a) trang 84 TLTK MBA. Với D = 3,53 ì 106 A/m2, q = 2000W/m2 thì b không vượt quá 16mm, do đó ta chọn dây hình chữ nhật, dây quấn có rãnh dầu ngang giữa, hoán vị phân bố đều.
8. Với T'1 và hv1 đã tính ở trên ta phải làm hai sợi xoắn kép, số sợi chập là 8 sợi chia làm hai nhóm như sau:
b'
a'
hr1
d
Rãnh dầu ngang giữa các nhóm, ta chọn hr = 4mm; dây dẫn bằng đồng với mã hiệu ПБ.
Theo bảng 21 trang 192 TLTK MBA, ta có:
.
Trong đó:
a, b: Kích thước dây trần.
a', b': Kích thước dây có cách điện.
Td1: Tiết diện mỗi sợi dây.
9. Tiết diện thực của mỗi vòng dây:
T1 = nv1 ì Td1 ì 10-6
= 8 ì 52,1 ì 10-6
= 416,8 ì 10-6 (m2) = 416,8 (mm2).
Trong đó:
nv1: Số sợi chập, nv1 = 8.
Td1: Tiết diện sợi dây, Td1 = 52,1 (mm2).
10. Chiều cao thực của mỗi vòng dây:
hv1 = 2 ì b' + d
= 2 ì 11,1 + 1,5
= 23,7 (mm)
Trong đó:
b': Chiều rộng dây quấn kho có cách điện, b' = 11,1 mm.
d: Chiều dày tấm đệm cách điện giữa từng đôi bánh dây một, thường d = 1,0 á 1,5 mm, lấy d = 1,5 mm.
11. Mật độ dòng điện thực trong dây quấn HA:
D1 = (A/m2)
=
= 3,46 ì 10-6 A/m2.
Trong đó:
I1: Dòng điện dây định mức phía HA, I1 = 1443,37 A
T1: Tiết diện thực của một vòng dây, T1 = 416,8 (mm2).
12. Chiều cao thực của dây quấn HA:
Đối với dây quấn hình xoắn mạch kép hoán vị phân bố đều, có rãnh dầu giữa tất cả các bánh dây, ta có:
l1 = 2 ì b' ì 10-3 (W1 + 1) + k ì hr ( 2W1 + 1) ì 10-3 (m)
= 2 ì 11,1 ì 10-3 (17 + 1) + 0,95 ì 4 ( 2 ì 17 + 1) ì 10-3
= 0,532 m.
Trong đó:
b': Chiều rộng dây quấn khi có cách điện, b' = 11,1 mm.
W1: Số vòng dây một pha của dây quấn HA, W1 = 17 vòng.
k: Hệ số kể đến sự co ngót của tấm đệm sau khi ép chặt cuộn dây
k = 0,94 á 0,96 lấy k = 0,95
hr: Chiều cao rãnh dầu ngang sơ bộ, hr = 4 mm.
13. Bề dày dây quấn HA:
a1 =
=
= 0,022 ằ 0,02 (m).
Trong đó:
nv1: Số sợi chập, nv1 = 8 sợi.
n: Đối với dây quấn hình xoắn mạch kép, n = 2.
a': Chiều rộng của dây quấn khi có cách điện, a' = 5,5 mm.
14. Đường kính trong của dây quấn HA.
D'1 = d + 2 ì a01 ì 10-3
= 0,24 + 2 ì 15 ì 10-3
= 0,27 (m)
Trong đó:
d: Đường kính trụ, d = 0,24 m.
a01: Khoảng cách giữa trụ và dây quấn HA, a01 = 15 mm.
15. Đường kính ngoài của dây quấn HA.
D''1 = D'1 + 2 ì a1
= 0,27 + 2 ì 0,02
= 0,310 (m)
Trong đó:
D'1: Đường kính trong của dây quấn HA, D'1 = 0,27 m.
a1: Bề dày dây quấn HA, a1 = 0,02 m.
16. Bề mặt làm lạnh của dây quấn HA:
Với dây quấn hình xoắn mạch kép có rãnh dầu ngang giữa tất cả các bánh dây, ta có:
M1 = 4 ì t ì k ì p ì ( D'1 + a1) ì ( a1 + b' ì 10-3) ì W1 (m2)
= 4 ì 3 ì 0,75 ì 3,145 ì ( 0,27 +0,02) ì ( 0,02 +11,1 ì 10-3) ì 17
= 4,33 (m2)
Trong đó:
t: Số trụ, t = 3
k: Hệ số kể đến bề mặt dây quấn bị tấm đệm che khuất, lấy k = 0,75
p: Số pi, p = 3,14.
D'1: Đường kính trong của dây quấn HA, D'1 = 0,27 m.
a1: Bề dày dây quấn HA, a1 = 0,02 m.
b'1: Chiều dày dây quấn khi có cách điện, b'1 = 11,1 mm
W1: Số vòng dây một pha của dây quấn HA, W1 = 17 vòng.
17. Trọng lượng đồng của dây quấn HA.
GCu1 = (kg).
=
= 172,6 (kg).
Trong đó:
t: Số trụ, t = 3.
D'1: Đường kính trong dây quấn HA, D'1 = 0,27 m.
D''1: Đường kính ngoài dây quấn HA, D''1 = 0,31 m.
W1: Số vòng dây quấn HA, W1 = 17 vòng.
T1: Tiết diện thực của mỗi vòng dây, T1 = 416,8 ì 10-6 m2.
18. Trọng lượng đồng của dây quấn HA kể cả cách điện
Gd1 = 1,02 ì GCu1
= 1,02 ì 172,6
= 176,052 kg.
Trong đó:
GCu1: Trọng lượng đồng của dây quấn HA: GCu1 = 172,6 kg.
II. Tính toán dây quấn CA.
Với MBA có:
S = 1000 [kVA]
U = 35/0,4 [kV]
Ta có những phương án thiết kế và tính toán dây quấn CA như sau:
Tính số vòng dây, kích thước và cách điện dây quấn CA theo cấp điện áp là 35 kV.
Chọn kiểu dây quấn CA: Ta chọn kiểu dây quấn xoắn ốc liên tục, dây dẫn chữ nhật.
1. Số vòng dây quấn CA ứng với định mức:
W2đm = W1
= 17
= 1478,095 vòng ằ 1488 vòng.
Trong đó:
W1: Số vòng dây của dây quấn CA, W1 = 17 vòng.
Uf1: Điện áp pha bên phía HA, Uf1 = 231 V.
Uf2: Điện áp pha bên phía CA, Uf2 = 20207 V.
2. Số vòng dây CA ở một nấc điều chỉnh.
Wđc = 0,025 ì W2đm
= 0,025 ì 1488
= 37,2 (vòng) ằ 38 vòng.
Trong đó:
W2đm: Số vòng dây CA ứng với điện áp định mức,
W2đm = 1488 vòng.
Căn cứ vào Wđc ta có trị số với mỗi mức điều chỉnh là:
Uđc = 0,025 ì 35000 = 875 V.
3. Số vòng dây tương ứng ở các đầu phan áp là:
- Cấp 36750 v ứng với W2 = W2đm + 2 Wđc
= 1488 + 2 ì 38 = 1564 vòng.
- Cấp 35875 v ứng với W2 = W2đm + Wđc
= 1488 + 38 = 1526 vòng
- Cấp 35000 v ứng với W2 = W2đm
= 1488 vòng.
- Cấp 34125 v ứng với W2 = W2đm - Wđc
= 1488 - 38 = 1450 vòng.
- Cấp 33250 v ứng với W2 = W2đm - 2Wđc
= 1488 - 2 ì 38 = 1412 vòng.
Ta chọn sơ đồ hình 37d ở trang 79 TLTK MBA làm sơ đồ điều chỉnh điện áp.
Thành lập các cực của dây quấn ứng với mỗi đầu ra của nấc điều chỉnh điện áp mỗi pha.
Ta vẽ cho pha A, pha B và C tương tự
X
A7
A5
A3
A2
A4
A6
Điện áp (V)
Pha A
Pha B
Pha C
36750
35875
35000
34425
33250
A2 A3
A3 A4
A4 A5
A5 A6
A6 A7
B2 B3
B3 B4
B4 B5
B5 B6
B6 B7
C2 C3
C3 C4
C4 C5
C5 C6
C6 C7
4. Mật độ dòng điện sơ bộ:
D2 ằ 2Dtb - D1 (A/m2)
ằ 2 ì 3,53 ì 10+6 - 3,46 ì 106
ằ 3,6 ì 106 A/m2 = 3,6 mA/m2.
Trong đó:
Dtb: Mật độ dòng điện trung bình, Dtb= 3,53.106 A/m2
D1: Mật độ dòng điện thực của dây quấn HA, D1=3,46.106A/m2.
5. tiết diện sơ bộ của dây quấn CA.
T'2 =
=
= 4,58 (mm2)
Trong đó:
I2: Dòng điện định mức bên phía CA, I2 = 16,49 A.
D2: Mật độ dòng điện sơ bộ phía CA, D2 = 3,6 MA/m2.
6. Chọn kết cấu dây quấn.
Với các thông số:
S = 1000kVA
U1 = 35kV
I2 = 16,49 A
T'2 = 4,58 mm2.
Theo bảng 38 trang 202 TLTK MBA ta chọn dây quấn xoắn ốc liên tục dây dẫn chữ nhật, Chiều cao rãnh dầu ngang hr = 4mm. Mã hiệu dây ПБ, số sợi chập là 1.
ПБ - nv2
ị ПБ - 1.
7. Tiết diện toàn phần của mỗi vòng dây.
T2 = nv2 ì T'd2 ì 10-6 (m2)
= 1 ì 5,04 ì 10-6
= 5,04 ì 10-6 m2 = 5,04 (mm2).
Trong đó:
nv2: Số sợi chập dây quấn CA, nv2 = 1.
T'd2: Tiết diện sợi, T'd2 = 5,04 mm2.
8. mật độ dòng điện thực của dây quấn cao áp
D2 = (A/m2)
=
= 3,27 ì 106 (A/m2) = 3,27 (MA/m2)
Trong đó:
I2: Dòng định mức bên phía CA, I2 = 16,49 A.
T2: Tiết diện thực của dây quấn CA, T2 = 5,04 (mm2)
9. chiều cao mỗi bánh dây
hb2 = b' ì 10–3 (m)
= 4,25 ì 10–3
= 0,00425 m= 4,25 (mm).
Trong đó:
b' - Kích thước dây có cách điện, b' = 4,25 mm.
10. số bánh dây trên mỗi trụ sắt, sơ bộ tính
nb2 =
=
= 64,4 bánh ằ 64 bánh.
Trong đó:
l2 = l1 : Chiều cao thực của dây quấn HA, l2 = 0,532 (m)
hr : Chiều cao rãnh dầu ngang, hr = 4 mm.
b' : Kích thước dây có cách điện, b' = 4,25 mm.
11. Số vòng dây trong mỗi bánh dây.
Wb2 =
=
= 24,43 vòng ằ 25 vòng.
Trong đó:
W2: Số vòng dây CA ở cấp điện áp max, W2 = 15,64 vòng.
nb2: Số bánh dây trên mỗi trụ, nb2 = 64 bánh.
12. Chiều cao thực của dây quấn CA.
Với dây quấn có tất cả các rãnh dầu giữa tất cả các bánh dây, ta có:
l2 = {b' ì nb2 + k ì [hr (nb2 - 2) + hđc]} ì 10-3 (m)
= {4,25 ì 64 +0,95 [4,23 (64 - 2) + 12]} ì 10-3
= 0,532 m.
Trong đó:
k: Hệ số kể đến sự co ngót của dây quấn sau khi sấy khô và ép dây quấn, k = 0,95.
b': Kích thước dây có cách điện, b' = 4,25 mm.
nb2: Số bánh dây trên mỗi trụ, nb2 = 64 bánh.
hr: Chiều cao rãnh dầu ngang, hr = 4,23 mm.
hđc: Chiều cao rãnh dầu chỗ điều chỉnh điện áp, tra trong bảng 28 trang 196 TLTK MBA, hđc = 12.
13. Chiều dày dây quấn CA.
a2 = a' ì Wb2 ì 10-3 (m).
= 1,9 ì 25 ì 10-3
= 0,0475 (m) ằ 48 mm.
Trong đó:
a'2: Chiều rộng dây quấn CA khi có cách điện, a'2 = 1,9 mm.
Wb2: Số vòng dây trong mỗi bánh dây, Wb2 = 25 vòng.
Sắp sếp lại số vòng dây ở tất cả các bánh dây như sau:
40 bánh chính mỗi bánh 25 vòng 1000 vòng.
20 bánh điều chỉnh mỗi bánh 19 vòng 380 vòng.
4 bánh cách điện tăng cường mỗi bánh 46 vòng 184 vòng.
Toàn bộ 64 bánh 1564 vòng.
14. đường kính trong của dây quấn CA.
D'2 = D''1 + 2 ì a12
= 0,31 + 2 ì 27 ì 10-3
= 0,364 (m).
Trong đó:
D''1: Đường kính ngoài của dây quấn HA, D''1 = 0,31 m.
a12: Khoảng cách giữa dây quấn HA và CA, a12 = 27 mm.
15. đường kính ngoài của dây quấn CA:
D''2 = D'2 + 2 ì a2 (m)
= 0,364 + 2 ì 0,048
= 0,46 (m).
Trong đó:
D'1: Đường kính trong của dây quấn CA, D'1 = 0,364 m.
a2: Chiều dày dây quấn CA, a2 = 0,048 m.
16. Khoảng cách giữa hao trụ cạnh nhau:
C = D''2 + a22 ì 10-3 (m)
= 0,46 + 30 ì 10-3 = 0,49 m = 490 (mm)
Trong đó:
D''2: Đường kính ngoài dây quấn CA, D''2 = 0,46 m.
a22: Khoảng cách giữa dây quấn CA và HA, a22 = 30 m.
17. Bề mặt làm lạnh của dây quấn CA:
M2 = 2 ì t ì k ì p ì (D'2 + a2) ì nb2 ì (a2 + b' ì 10-3) (m2)
= 2 ì 3 ì 0,75 ì 3,145 ì (0,364 + 0,048) ì 64 ì (0,048 + 4,5 ì 10-3)
= 19,46 (m2)
Trong đó:
t: Số trụ tác dụng, t = 3
k: Hệ số, k = 0,75
D'2: Đường kính trong của dây quấn CA, D'2 = 0,364 m.
a2: Chiều dày dây quấn CA, a2 = 0,048 m.
nb2: Số bánh dây trên mỗi trụ, nb2 = 64 bánh.
b': Chiều dài dây quấn CA khi có cách điện, b' = 4,25 mm.
18. Trọng lượng đồng dây quấn CA.
GCu2 = (kg).
=
= 272,799 kg ằ 272,8 kg.
Trong đó:
t: Số trụ tác dụng, t = 3.
D'2: Đường kính trong dây quấn CA, D'2 = 0,364 m.
D''2: Đường kính ngoài dây quấn CA, D''2 = 0,46 m.
W2đm: Số vòng dây quấn CA ở cấp điều chỉnh điện áp cực đại, W2đm = 1564 vòng.
T2: Tiết diện thực của dây quấn CA, T2 = 5,04( m2).
19. Trọng lượng đồng của dây quấn CA kể cả cách điện.
Gd2 = 1,02 ì 272,8
= 278,256 kg
Trong đó:
1,02: Theo bảng 24, cần phải tăng trọng lượng dây dẫn (do cách điện) lên 2%
20. Toàn bộ trọng lượng đồng của dây quấn HA và CA.
Gcu = Gcu1 + Gcu2
= 172,6 + 272,8
= 445,4 (kg).
Trong đó:
GCu1: Trọng lượng đồng của dây quấn HA: GCu1 = 172,6 kg.
GCu2: Trọng lượng đồng của dây quấn CA: GCu2 = 272,8 kg.
21. Toàn bộ trọng lượng dây dẫn kể cả cách điện.
Gdd = Gdd1 + Gdd2
= 176,052 + 278,256
= 454,308 (kg).
Trong đó:
Gdd1: Trọng lượng dây quấn HA kể cả cách điện,
Gdd1 = 172,6 kg.
Gdd2: Trọng lượng dây quấn CA kể cả cách điện,
Gdd2 = 278,356 kg.
Phần III
Tính toán các tham số ngắn mạch
Tính toán ngắn mạch trong MBA liên quan đến việc tính toán tổn hao ngắn mạch Pn, điện áp ngắn mạch Un, các lực cơ học trong dây quấn và sự phát nóng của dây quấn khi ngắn mạch.
I. Tổn hao ngắn mạch.
Tổn hao ngắn mạch của MBA hai dây quấn là tổn hao trong MBA khi ngắn mạch một dây quấn còn dây quấn kia đặt vào điện áp ngắn mạch Un để cho dòng điện trong cả hai dây quấn đều bằng định mức.
1. tổn hao chính (đồng).
Tổn hao chính, tức tổn hao đồng trong dây quấn HA và CA do dòng điện gây ra PCu1 và PCu2.
a. Tổn hao trong dây quấn HA:
PCu1 = 2,4 ì 10-12 ì D21 ì GCu1
= 2,4 ì 10-12 ì 172,6 ì (3,46 ì 106)2
= 4959,115 W.
Trong đó:
D1: Mật độ dòng điện thực của dây quấn HA,
D1 = 3,46 ì 106 A/m2.
GCu1: Trọng lượng đồng của dây quấn HA, GCu1 = 172,6 kg.
b. Tổn hao trong dây quấn CA:
PCu2 = 2,4 ì 10-12 ì D22 ì GCu2
= 2,4 ì 10-12 ì (3,27 ì 106)2 ì (3,46 ì 106)2
= 7000,855 W.
Trong đó:
D2: Mật độ dòng điện thực của dây quấn CA
D2 = 3,27 A/m2.
GCu2: Trọng lượng đồng của dây quấn CA, GCu2 = 272,8 kg.
c. Tổng tổn hao đồng trong dây quấn HA và CA:
PCu = PCu1 + PCu2
= 4959,115 + 7000,855
= 11959,97 W ằ 11960 W.
Trong đó:
PCu1: Tổn hao trong dây quấn HA, PCu1 = 4959,115 W.
PCu2: Tổn hao trong dây quấn CA, PCu2 = 7000,855 W.
2. Tổn hao phụ trong dây quấn.
Tổn hao phụ trong hai dây quấn do từ thông tải xuyên qua dây quấn làm cho dòng điện phân bố không đều trong tiết diện dây gây ra kf1 và kf2.
a. Tổn hao phụ trong dây quấn HA:
Đối với dây đồng tiết diện chữ nhật. Với n > 2, ta có:
kf1 = 1 + 0,095 ì 108 ì b2 ì a4 ì n2
= 1 + 0,095 ì 108 ì (0,643)2 ì (5,0 ì 10-3)4 ì 42
= 1,0392 ằ 1,04.
Trong đó:
a: Kích thước của dây dẫn theo hướng thẳng góc với từ thông tản phía HA, a = 5,010-3m.
n: Số thanh dẫn của dây quấn thẳng góc với từ thông tản phía HA, n = 4.
b =
=
= 0,643
b. Kích thước của dây dẫn theo hướng song song với từ thông tản phía HA, b = 10,6 ì 10-3 m.
: Chiều cao thực của dây quấn HA, = 0,532 m.
kr: Hệ số Ragovski, lấy kr = 0,95
m: Số thanh dẫn của dây quấn song song với từ thông tản phía HA, m = 34.
b. Tổn hao phụ trong dây quấn CA:
kf2 = 1 + 0,095 ì 108 ì b2 ì a4 ì n2
= 1 + 0,095 ì 108 ì (0,428)2 ì (1,4 ì 10–3)4 ì 252
= 1,004
Trong đó:
a Kích thước của dây dẫn theo hướng thẳng góc với từ thông tản phía CA, a = 1,4 ì 10–3m
n Số thanh dẫn của dây quấn thẳng góc với từ thông tản phía CA, n = 25
b =
=
ằ 0,428
Trong đó :
b Kích thước của dây dẫn theo hướng song song với từ thông tản phía CA, b= 3,75 ì 10–3
l Chiều cao thực của dây quấn CA, l = 0,532m.
kr Hệ số Ragovski, lấy kr = 0,95
m Số thanh dẫn của dây quấn song song với từ thông tản phía CA, m = 64
3. Tổn hao dây dẫn ra.
Khi dây quấn nối hình sao, ta có chiều dài dây dẫn ra hạ áp.
lr1 = 7,5 ì l1
= 7,5 ì 0,532
= 3,99 ằ 4,0m
Trong đó :
l1 Chiều cao thực của dây quấn HA, l1 = 0,532m
Trọng lượng đồng dây dẫn ra HA :
Gr1 = lr1 ì Tr1 ì g (kg)
= 4,0 ì 416,8 ì 10–6 ì 8900
= 14,83 (kg)
Trong đó :
lr1 Chiều dài dây dẫn ra của cuộn HA, lr1 = 4,0m
Tr1 Tiết diện dây dẫn ra của cuộn HA, Tr1 = 416,8 ì 10–6m2
g Điện trở suất, với đồng gCU = 8900 kg/m3.
ị Vậy tổn hao dây dẫn ra hạ áp :
Pr1 = 2,4 ì 10–12 ì D ì Gr1 , (W)
= 2,4 ì 10–12 ì (3,46 ì 106)2 ì 14,83 = 426,1 W
Trong đó :
D1 Mật độ dẫn điện thực của dây quấn HA, D1 = 3,46
Gr1 Trọng lượng đồng của dây dẫn ra HA, Gr1 = 14,83 kg
b. Tổn hao dây dẫn ra cao áp :
Khi dây quấn nối hình sao, ta có chiều dài dây dẫn ra CA:
lr2 = 7,5 ì l2
= 7,5 ì 0,532
= 4,0m
Trong đó :
l2 Chiều cao thực của dây quấn CA, l2 = 0,532m
Trọng lượng đồng dây dẫn ra cao áp :
Gr1 = lr2 ì Tr2 ì g (kg)
= 4,0 ì 5,04 ì 10–6 ì 8900
= 0,1794 (kg) ằ 0,18 (kg)
Trong đó :
lr2 Chiều dài dây dẫn ra của cuộn CA, lr1 = 4,0m
Tr2 Tiết diện dây dẫn ra của cuộn CA, Tr1 = 5,04 ì 10–6m2
g Điện trở suất, với đồng gCU = 8900 kg/m3.
Vậy tổn hao dây dẫn ra cao áp :
Pr2 = 2,4 ì 10–12 ì D ì Gr2
= 2,4 ì 10–12 ì (3,27 ì 106)2 ì 0,18 = 4,6193 = 4,62W
Trong đó :
D2 Mật độ dòng điện thực của dây quấn CA, D2 = 3,27 ì 106 A/m2
Gr2 Trọng lượng đồng dây dẫn ra CA, Gr2 = 0,18kg
d. Tổn hao trong vách thùng và các chi tiết kết cấu :
Như đã biết, một phần từ thông tản của MBA khép mạch qua vách thùng dầu, các xà ép gông, các bulông và các chi tiết bằng sắt khác. Tổn hao phát sinh trong bộ phận này chủ yếu là trong vách thùng dầu và có liên quan đến tổn hao ngắn mạch.
Kích thước thùng chưa biết thì đối với MBA hai dây quấn có thể tính gần đúng theo công thức bán kinh nghiệm như sau :
Pt ằ 10 ì k ì S
ằ 10 ì 0,025 ì 1000
ằ 250 W
Trong đó :
k Hệ số, tra ở bảng 40a trang 203 TLTK MBA, k = 0,025
S Công suất định mức, S = 1000kVA
4. Tổng tổn hao ngắn mạch của MBA là.
Pn = Pcu1 ì kf1 + Pcu2 ì kf2 + Pr1 + Pr2 + Pt, (W)
= 4959,115 ì 1,04 + 7000,855 ì 1,004 + 426,1 + 4,62 + 250
= 12867,05 W ằ 12867 W
Trong đó :
Pcu1 Tổn hao đồng trong dây quấn HA, Pcu1 = 4959,115W
kf1 Tổn hao phụ trong dây quấn HA, kf1 = 1,04
Pcu2 Tổn hao đồng trong dây quấn CA, Pcu2 = 7000,855 W
kf2 Tổn hao phụ trong dây quấn CA, kf2 = 1,004
Pr1 Tổn hao dây dẫn ra HA, Pr1 = 426,1 W
Pr2 Tổn hao dây dẫn ra CA, Pr2 = 4,62 W
Pt Tổn hao trong vách thùng và các chi tiết kim loại khác
Pt = 250W
So với sai lệch % lúc đầu là :
= 1,02%
II. Điện áp ngắn mạch.
Điện áp ngắn mạch của MBA hai dây quấn Un là điện áp đặt vào một dây quấn với tần số định mức, còn dây quấn kia nối ngắn mạch sao cho dòng điện cả hai phía đều bằng các dòng điện định mức tương ứng.
1. Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng.
Unr% = , %
=
= 1,286 %
Trong đó :
Pn Tổng tổn hao ngắn mạch của MBA, Pn = 12867 W
S Công suất định mức của MBA, S = 1000 kVA
2. Thành phần điện áp ngắn mạch phản kháng.
Đối với dây quấn đồng tâm và hai dây quấn có chiều cao bằng nhau ta có :
Unx% =
= = 5,64%
Trong đó :
f Tần số lưới điện công nghiệp, f = 50Hz
S' Công suất mỗi trụ, S = 333,33kVA
b =
=
= 2,0
Trong đó :
d12 Đường kính trung bình của rãnh dầu, d12 = 0,34m
l Chiều cao thực của dây quấn, l = 0,532m
ar Chiều rộng quy đổi của rãnh từ tản giữa dây quấn cao áp và hạ áp.
ar = a12 +
= 20 ì 10–3 +
= 0,0426
kr Hệ số kể đến từ thông tản trụ thực tế không hoàn toàn đi dọc trục, kr = 0,93
UV- Điện áp thực của một vòng dây, UV = 13,6 V
3. Điện áp ngắn mạch toàn phần.
Un% =
= = 5,78%
Trong đó :
Unr Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng, Unr = 1,286%
Unx Thành phần điện áp ngắn mạch phản kháng, Unx = 5,64%
Sai lệch so với tiêu chuẩn.
= 3,67%
Nghĩa là nằm trong phạm vi cho phép ±5%. Vậy giá trị Un này thoả mãn.
II. Tính lực cơ học của dây quấn MBA khi ngắn mạch.
Khi MBA bị sự cố ngắn mạch thì dòng điện ngắn mạch sẽ rất lớn. Nhưng vấn đề nhiệt đối với MBA không quan trọng lắm vì nếu bố trí thiết bị bảo vệ tốt, máy ngắt tự động sẽ cắt phần sự cố ra khỏi lưới điện, do đó vấn đề còn lại chủ yếu là lực cơ học gây nên tác dụng nguy hiểm đối với dây quấn MBA. Bởi vậy, để đảm bảo cho MBA làm việc an toàn, khi thiết kế phải xét đến những lực cơ học tác dụng lên dây quấn khi ngắn mạch xem độ bền của dây quấn MBA có đủ hay không. Do vậy :
Phải xác định trị số cực đại của dòng điện ngắn mạch.
Xác định lực cơ học giữa các dây quấn.
Tính ứng suất cơ của các đệm cách điện giữa các dây quấn và bản thân dây quấn.
1. Tính dòng điện ngắn mạch cực đại:
In =
= = 283,33A
Trong đó :
Iđm Dòng điện định mức của đầu phân áp, Iđm = I2 = 16,49A
Un Điện áp ngắn mạch toàn phần, Un = 5,78%
Sđm Dung lượng định mức của MBA, Sđm = 1000 10–3 MVA
Sn Công suất ngắn mạch của mạng điện cung cấp.
Tra bảng 40b TLTK MBA được Sn = 2500 MVA.
b. Trị số cực đại của dòng điện ngắn mạch.
Khi ngắn mạch, đột nhiên dòng điện ngắn mạch gồm hai thành phần : Một thành phần chu kỳ và một thành phần tự do không chu kỳ. Chính thành phần tự do không làm trị số dòng điện ngắn mạch tức thời tăng lên rất lớn.
imax = ì (In + In ì )
= ì In ì (1 + )
= ì 283,33ì (1 + )
= 599,939 ằ 600 A
Trong đó :
In Dòng điện ngắn mạch xác lập, In = 283,33A
Unr Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng, Unr = 1,286%
Unx Thành phần điện áp ngắn mạch phản kháng, Unx = 5,78%
2. Tính lực cơ học khi ngắn mạch.
Khi ngắn mạch, dây quấn chịu lực cơ học rất lớn. Nếu không xét kỹ có thể lực cơ học làm hư hỏng dây quấn. Lực cơ học sinh ra do tác dụng của dòng điện trong dây quấn với từ thông tản.
Trường hợp hai dây quấn cùng chiều cao và các vòng dây quấn phân bố đều trên toàn chiều cao : từ trường tản có thành phần dọc trục với từ cản B và thành phần ngang trục với từ cảm B', ứng với mỗi từ trường tản sẽ có lực tác dụng tương ứng.
Từ trường tản dọc B tác dụng với dòng điện gây nên lực hướng kính Fr. ta có :
Fr = 0,628 (imaxW)2 ì B ì kr ì 10–6 (N)
= 0,628 ì (600 ì 1488)2 ì 2,0 ì 0,95 ì 10–6
= 951089,983 N
Trong đó :
imax Trị số cực đại của dòng điện ngắn mạch, imax = 600A.
W Số vòng dây quấn cao áp ứng với điện áp định mức, W = W2đm = 1488 vòng
kr Hệ số quy đổi từ trường tản, kr = 0,95
b Hệ số, b = 2,0
3. ứng suất nén do lực hướng kính gây nên.
Fnr =
=
= 151447,45 (N)
Trong đó :
Fr Lực hướng kính, Fr = 951089,983 (N)
* ứng suất nén.
snr = (MN/m2 hay MPa)
- ứng suất nén trong dây quấn hạ áp.
snr1 =
=
= 21,374 MPa < 30 MPa.
So với tiêu chuẩn, đối với dây đồng snr Ê 30MPa. Vậy thoả mãn điều kiện cho phép.
- ứng suất kéo trong dây quấn cao áp.
snr1 =
=
= 20,194 MPa < 30 MPa.
So với tiêu chuẩn, đối với dây đồng snr Ê 30MPa. Vậy thoả mãn điều kiện cho phép.
Trong đó :
Fnr ứng suất do lực hướng kính gây nên, Fnr = 151447,45 N.
T1 Tiết diện thực của dây quấn HA, T1 = 416,8 ì 10-6 m2.
W1 Số vòng dây 1 pha của dây quấn HA, W1 = 17 vòng.
T2 Tiết diện thực của dây quấn CA, T2 = 5,04 ì10-6 m2.
W2 Số vòng dây 1 pha của dây quấn CA, W2 = 1488 vòng.
4. Lực chiều trục.
F't = Fr (N)
- Đối với dây quấn HA:
F'1 = Fr (N)
=
= 38079,354 (N)
Đối với dây quấn CA:
F't2 = F't1 = 38079,3545 N.
Trong đó:
Fr Lực theo hướng kính, Fr = 951089,983 N.
ar Chiều rộng quy đổi của rãnh từ tản giữa dây quấn CA và HA, ar = 0,0426.
l1, l2 Chiều cao thực của dây quấn HA và CA, l1 = l2 = 0,532m
5. Lực nén chiều trục cực đại trong các dây quấn.
- Đối với dây quấn HA:
Fn1 = F't1 + F't2
= 38079,354 + 38079,354
= 76158,708 N.
- Đối với dây quấn CA:
Fn2 = F't2 - F't1
= 0
Trong đó:
F't1 Lực theo trục đối với dây quấn HA, F't1 = 38079,354 N.
F't2 Lực theo trục đối với dây quấn CA, F't2 = 38079,354 N.
Từ đây ta nhận thấy lực nén theo chiều trục lớn nhất tác dụng lên chính giữa dây quấn HA, tại đó Fn1 = 76158,708 N.
6. ứng suất nén lên các tấm đệm cách điện giữa các bánh dây:
sn = (MPa)
=
= 2,3799 ằ 2,38 MPa < 18 á 40MPa.
So với tiêu chuẩn sn < 18 á 40MPa. Vậy thoả mãn điều kiện cho phép.
Trong đó:
n Số miếng đệm theo chu vi vòng tròn dây quấn, n = 8.
a, b Kích thước miếng đệm.
a = 0,2 m; b = 0,02 m.
Fn Tổng hợp lực lớn nhất, Fn = 76158,708 N.
Phần IV
Tính toán cuối cùng hệ thống mạch từ
và tính toán tham số không tải của MBA
I. Chọn kết cấu lõi thép.
1. Chọn kết cấu lõi thép kiểu 3 pha, 3 trụ.
Chọn mạch từ có 4 mối nối nghiêng ở 4 góc, các lá thép được ghép xen kẽ làm bằng tôn cán lạnh mã hiệu 3405 dày 0,30 mm. Trụ ép bằng đai vải thuỷ tinh có tấm sắt ép đệm do đó trong quá trình tính toán thì ta không lấy kích thước ngoài cùng. Tiết diện trụ có 7 bậc, gông có 6 bậc.
Lớp I
Lớp II
Theo bảng 41b trang 205 TLTK MBA ta có các kích thước các tập lá thép sau: (ứng với d = 0,24 m)
Thứ tự tập
Trụ (mm)
Gông (mm)
1
2
3
4
5
6
7
230 x 34
251 x 19
195 x 17
175 x 12
155 x 8
135 x 8
120 x 5
230 x 34
215 x 19
195 x 17
175 x 12
155 x9
135 x 8
Sau đây là hình vẽ các kích thước mạch từ của MBA
135
Gông
Tấm sắt ép
8
5
120
135
12
9
155
175
19
17
195
215
34
230
a
490
490
1142
682
230
230
`
b
Hình. các kích thước mạch từ của mba
a. Tiết diện trụ và gông
b. Các kích thước chính của lõi
2. Tổng chiều dày các lá thép của trụ (gông).
Vì có tấm sắt ép đệm trụ nên ta không tính tập ngoài cùng.
(34 + 19 + 17 + 12 + 9 + 8 + 5) ì 2 = 208mm = 0,208m.
3. Diện tích bậc thang của 1/2 tiết diện trụ.
Tbt = Sat ì bt ì 10–6 (m2)
= 230 ì 34 + 215 ì 19 + 195 ì 17 + 175 ì 12 + 155 ì 9 + 135 ì 8 + 120 ì 5
= 20395 ì 10–6 (m2) = 20395 (mm2)
Trong đó :
at Chiều dài của lá thép.
bt Chiều rộng của lá thép.
4. Toàn bộ tiết diện bậc thang của trụ :
Tbt = 2 ì Ttbt
= 2 ì 20395 ì 10–6
= 0,04079 m2.
Trong đó :
Ttbt Diện tích các bậc thang của 1/2 tiết diện trụ.
Ttbt = 20395 ì 10–6 m2.
5. Tiết diện hữu hiệu của trụ sắt.
Tt = kđ ì Tbt
= 0,96 ì 0,04079
= 0,0391 ằ 0,04 m2.
Trong đó :
kđ Hệ số điền đầy rãnh tra ở bảng 10 TLTK MBA, kđ = 0,96
Tbt Toàn bộ tiết diện bậc thang của trụ, Tbt = 0,0479m2
6. Diện tích bậc thang của 1/2 tiết diện gông.
Tbbg = Sag ì bg ì 10–6 (m2)
= 230 ì 34 + 215 ì 19 + 195 ì 17 175 ì 12 + 155 ì 9 + 135 ì 8
= 19795 ì 10–6 (m2) = 19795 (mm2)
7. Toàn bộ tiết diện bậc thang của gông.
Tbg = kg ì Ttbt.
= 1,1 ì 0,04097
= 0,045 (m2)
Trong đó :
kg = 1,15 á 1,05 ; lấy kg = 1,1
Tbt Toàn bộ tiết diện bậc thang của trụ, Tbt = 0,0479.
8. Tiết diện hữu hiệu của gông.
Tg = kđ ì Tbg
= 0,96 ì 0,045
= 0,0432 ằ 0,043m2.
Trong đó :
kđ Hệ số điền đầy rãnh tra ở bảng 10 TLTK MBA, kđ = 0,96
Tbg Toàn bộ tiết diện của gông, Tbg = 0,045 m2
9. Số lượng lá thép ở mỗi bậc.
Chiều dày lá thép D = 0,30 (mm)
Ta có : Số lượng lá thép theo các bậc :
Bậc I: n1 = = 113 (lá)
Bậc II: n2 = = 63 (lá)
Bậc III: n3 = = 57 (lá)
Bậc IV: n4 = = 40 (lá)
Bậc V: n5 = = 30 (lá)
Bậc VI: n6 = = 27 (lá)
Bậc VII: n7 = = 17 (lá)
* Tổng số lá thép là :
N = 113 + 63 + 57 + 40 + 30 + 27 + 17
= 347 lá.
10. Thể tích một góc mạch từ.
Chọn mạch từ phẳng ghép xen kẽ và có tầm sắt ép trụ. Theo bảng 42b trang 208 TLTK MBA ta có :
V = 8274 cm3 = 8274 ì 10–6 m3.
11. Thể tích thuần của một góc.
V0 = Kđ ì V
= 0,96 ì 8274 ì 10–6
= 0,00794 m2 ằ 0,008 m2.
Trong đó :
kđ Hệ số điền đầy rãnh ,kđ = 0,96.
V Thể tích một góc mạch từ ,V = 8274 ì 10–6 m3.
12. Chiều dày của gông.
Ta không làm rãnh làm lạnh ở gông, do đó ta có chiều dày gông bằng tổng chiều dày tập lá thép trụ ta đã tính ở mục 2.
bg = 0,208m
Chiều cao của gông lấy bằng chiều dài gông lớn nhất.
hg = agmax = 0,23m.
Chiều cao của trụ sắt :
lt = l + (l + l) ì 10–3 (m)
= 0,532 + (75 + 75) ì 10–3
= 0,682 (m)
Trong đó :
l Chiều cao dây quấn, l = 0,532m
l, l''0 Khoảng cách từ dây quấn đến gông trên và gông dưới. Theo bảng 75, l= l = 75mm = 0,075m.
13. Trọng lượng sắt một góc mạch từ.
G0 = kđ ì V0 ì g (kg)
= 0,96 ì 0,008 ì 7650
= 58,752 (kg).
Trong đó :
kđ Hệ số điền đầy rãnh, kđ = 0,96.
V0 Thể tích một góc mạch từ, V0 = 0,008m3
g Tỷ trọng thép tôn cán lạnh, g = 7650 kg/m3
14. Trọng lượng sắt gông (gồm hai phần) :
a. Trọng lượng phần giữa hai trụ biên.
G = 2 ì (t -1) ì C ì Tg ì g (kg)
= 2 ì (3 -1) ì 0,49 ì 0,043 ì 7650
= 644,742 (kg)
Trong đó :
t Số trụ mang dây quấn, t = 3.
C Khoảng cách giữa hai trụ sắt cạnh nhau, C = 0,49m
Tg Tiết diện tác dụng của gông, Tg = 0,043m2
g Tỷ trọng thép tôn cán lạnh, g = 7650 kg/m3
b. Trọng lượng sắt gông ở các góc.
G = 2 ì G0
= 2 ì 58,752
= 117,504 kg
Trong đó :
G0 Trọng lượng sắt một góc mạch từ, G0 = 58,752 kg.
15. Trọng lượng sắt toàn phần của gông.
Gg = G + G
= 644,742 + 117,504
= 762,246 kg.
Trong đó :
G Trọng lượng sắt phần giữa hai trụ biên, G = 644,742 kg
G Trọng lượng sắt gông ở các góc, G = 117,504 kg
16. Trọng lượng sắt trụ.
Với tiết diện gông là hình bậc thang nhiều bậc được tính như là tổng của hai thành phần :
Gt = G + G (kg)
- Trọng lượng sắt của phần trụ ứng với chiều cao cửa sổ mạch từ.
G = t ì Tt ì lt ì g (kg)
= 3 ì 0,04 ì 0,682 ì 7650
= 626,076 (kg)
- Trọng lượng sắt của phần trụ nối với gông.
G = t ì (Tt ì a1g ì g ì 10–3 - G0) (kg)
= 3 ì (0,04 ì 230 ì 7650 ì 10–3 - 58,752)
= 34,884 (kg)
Trong đó :
t Số trụ mang dây quấn, t = 3
Tt Tiết diện tác dụng của trụ sắt, Tt = 0,04m2
lt Chiều cao của trụ sắt, lt = 0,682m.
g Tỷ trọng thép tôn cán lạnh, g = 7650 kg/m3
a1g Chiều rộng tập lá thép lớn nhất, a1g = 230mm
G0 Trọng lượng sắt một góc mạch từ, G0 = 58,752kg
17. Trọng lượng sắt của trụ :
Gt = G + G
= 626,076 + 34,884
= 660,96 (kg)
Trong đó :
G Trọng lượng sắt của phần trụ ứng với chiều cao cửa sổ mạch từ, G = 626,076kg
G Trọng lượng sắt của phần trụ nối với gông, G = 34,884 kg.
18. Trọng lượng sắt của trụ và gông.
GFc = Gg + Gt
= 762,246 + 660,96
= 1432,206 (kg)
Trong đó :
Gg Trọng lượng sắt toàn phần của gông, Gg = 762,246kg
Gt Trọng lượng sắt của trụ, Gt = 660,96kg
II. Tính tổn hao không tải và dòng điện không tải.
Khi cấp điện áp xoay chiều có tần số định mức vào cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp hở mạch gọi là chế độ không tải. Tổn hao ứng với chế độ đó gọi là tổn hao không tải.
Tổn hao không tải của MBA gồm có : tổn hao trong lá thép silic, tổn hao trong vỏ máy và các chi tiết bằng sắt khác, tổn hao đồng trong dây quấn do dòng điện không tải I0 gây ra, tổn hao do dòng điện rò trong các chất cách điện.
1. Mật độ từ cảm ở trụ và gông.
Với tôn cán lạnh mã hiệu 3405, chiều dày 0,30mm, do đó giá trị từ cảm trong trụ và gông là :
a. Mật độ từ cảm trong trụ :
Bt = (T)
=
= 1,53 T
b. Mật độ từ cảm trong gông.
Bg = Bt ì
= 1,53 ì
= 1,423 T
Trong đó :
Tt Tiết diện tác dụng của trụ sắt, Tt = 0,04m2
UV Điện áp thực của một vòng dây, UV = 13,6V
f Tần số công nghiệp, f = 50Hz
Tg Tiết diện tác dụng của gông, Tg = 0,043m2
2. Tiết diện khe hở mối nối thẳng và nghiêng.
- Mối nối thẳng :
Tk = Tt = 0,04m2.
- Mối nối nghiêng :
Tkx = ì Tt = ì 0,04 = 0,056 m2
Trong đó :
Tt Tiết diện tác dụng của trụ sắt, Tt = 0,04m2
3. Mật độ từ cảm các mối nối.
- Mối nối thẳng :
Bk = Bt = 1,53T
- Mối nối nghiêng :
Bkx = = = 1,082 T.
Trong đó :
Bt Mật độ từ cảm trong trụ, Bt = 1,53T
4. Theo bảng 45 trang 211 TLTK MBA ta có suất tổn hao với loại tôn cán lạnh mã hiệu 3405 dày 0,30 là :
Với Bt = 1,53 T ị Nội suy ta được :
Pt = 1,021 (W/kg) Pk = 592,5 (W/m2)
Với Bg = 1,423 T ị Nội suy ta được :
Pf = 0,861 (W/kg) Pk = 515,8 (W/m2)
Với Bkx = 1,082 T ị Nội suy ta được :
Pkx = 274,02 (W/m2)
5. Tổn hao không tải.
P0 = kpc ì kpb ì [Pt ì Gt + Pg ì (G- NG0) + ì G0 ì kP0 + SPK ì nK ì TK] ì kPg ì kpc ì kPt
= 1,00 ì 1,00 ì [1,021 ì 660,96 + 0,861 (644,742 - 4 ì 58,752)+
+ ì 58,752 ì 7,52 + 592,5 ì 1 ì 0,04 +
+515,8 ì 2 ì 0,043 + 274,02 ì 4 ì 0,056] ì 1,0 ì 1,03 ì 1,04
= 1684,792 (W)
Trong đó :
Đối với mạch từ phẳng, mối nối nghiêng ở 4 góc, trụ giữa nối thẳng, lõi sắt không đột lỗ, tôn có ủ sau khi cắt, có khử bavia, ta được :
kPC Hệ số kể đến tổn hao do cắt dập lá tôn thành tấm, kPC = 1,00.
kPb Hệ số kể đến tổn hao do gấp mép hoặc khử bavia, kPb = 1,00.
Pt, Pg Suất tổn hao sắt ở trụ và gông.
Pt = 1,021 (W/kg) Pf = 0,861 (W/kg).
Gt Trọng lượng sắt của trụ, Gt = 660,96 (W/kg).
G Trọng lượng phần giữa hai trụ biên, G= 644,742kg.
N Số lượng góc của mạch từ cần phải tính đến ảnh hưởng của tổn hao sắt. Đối với MBA 3 pha thì N = 4.
G0 Trọng lượng sắt một góc mạch từ, G0 = 58,752kg.
kP0 Hệ số kể đến tổn hao phụ ở các góc nối của mạch từ tuỳ theo sự phối hợp số lượng mối nối thẳng và nghiêng khác nhau.
kP0 = kn ì k + k
= 4 ì 1,36 + 2,08
= 7,52
kn Hệ số biểu thị số lượng góc có dạng mối nối nghiêng, kn = 4.
k, k - Là các hệ số. Tra bảng 46a trang 212 TLTK MBA ta được k = 2,08; k = 1,36.
PK Suất tổn hao ở khe mối ghép xen kẽ.
nK Số khe nối giữa các lá thép trong mạch từ với những dạng mối nối đã cho.
TK Tiết diện khe ở các mối nối.
kPg Hệ số gia tăng tổn hao ở gông, kPg = 1,0.
kPc Hệ số tổn hao do ép trụ để đai, kPc = 1,04.
kPt Hệ số tổn hao do tháo lắp gông trên, kPt = 1,04.
Sai lệch P0 so với tiêu chuẩn là :
ì 100 = 2,1%
Vậy sai lệch tổn hao :
DP0 = 2,1%
6. Theo bảng 50 trang 215 TLTK MBA ta có suất từ hoá q của tôn cán lạnh mã hiệu 3405 dày 0,30 là.
Với Bt = 1,53T ị Nội suy ta được :
qt = 1,292 VA/kg qK = 15240 VA/m2.
Với Bg = 1,432T ị Nội suy ta được :
qg = 1,047 VA/kg qK = 10258 VA/m2.
Với Bkx = 1,082T ị Nội suy ta được :
qK = 2048 VA/m2.
7. Công suất từ hoá.
Q0 = ì
ì kig ì kie ì kit (VA)
= {1,00 ì 1,18 [1,292 ì 660,96 + 1047 (644,742 - 458,752) +
+ ì 1,3 ì 44,7 ì 58,752] + 15240 ì 1 ì 0,04 +
+ 10258 ì 2 ì 0,043 + 2048 ì 4 ì 0,056} 1,00 ì 1,06 ì 1,04
= 9013,0966 ằ 9013,1 (VA).
Trong đó :
kib Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc cắt gọt bavia, kib = 1,00.
kic Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc cắt dập lá thép, kic = 1,18.
qt , qg Suất từ hoá ở trụ và gông.
qt = 1,292 (VA/kg) qg = 1,047 (VA/kg).
Gt Trọng lượng sắt của trụ, Gt = 660,96 kg
G Trọng lượng phần giữa hai trụ biên, G = 644,742kg.
N Số lượng góc nối của mạch từ cần phải tính đến ảnh hưởng của tổn hao sắt. Đối với MBA 3 pha thì N = 4.
G0 Trọng lượng sắt một góc mạch từ, G0 = 58,752kg
kir Hệ số kể đến ảnh hưởng do chiều rộng lá tôn ở các góc mạch từ. Tra bảng 52b TLTK MBA ta được : kir = 1,30.
kio Hệ số chung, là kể đến ảnh hưởng của góc nối do sự phối hợp khác nhau về số lượng mối nối nghiêng và thẳng.
kio = kn ì k + kt ì k
= 4 ì 4,3 + 2,5 ì 11
= 44,7
kn, kt Hệ số biểu thị số lượng góc có dạng mối nối nghiêng và thẳng : kn = 4; kt = 2,5.
k, k Hệ số. Tra bảng 52a ta được: k'io = 4,3; k''i0 = 11.
qk Suất từ hoá ở khe mối nối ghép xen kẽ.
nk Số khe mối nối giữa các lá thép trong mạch từ.
Tk Tiết diện khe ở các mối nối.
kig Hệ số làm tăng công suất từ hoá ở gông, kig = 1,00
kie Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc ép mạch từ để đai kie = 1,06.
kit Hệ số kể đến sự tăng gông công suất từ hoá do tháo lắp gông trên để cho dây quấn vào trụ, kit = 1,04.
8. Thành phần tác dụng của dòng điện không tải;
i0r % =
=
= 0,1684 ằ 0,17%.
Trong đó:
P0 Tổn hao không tải, P0 = 1684,928 W.
S Công suất định mức, S = 1000 kVA.
9. Thành phần phản kháng của dòng điện không tải:
i0x% = %
=
= 0,9 %.
Trong đó:
Q0 Công suất từ hoá, Q0 = 90113,1 VA.
S Công suất định mức MBA, S = 1000 kVA.
10. Dòng diện không tải tổng:
i0% =
=
= 0,9159 ằ 0,92 %
Trong đó:
i0r Thành phần tác dụng của dòng điện không tải, i0r = 0,17%
i0x Thành phần phản kháng của dòng điện không tải, i0x = 0,9%
11. Hiệu suất của MBA khi tải định mức.
h% =
=
= 98,56 %.
Trong đó:
P0 Tổn hao không tải tính toán, P0 = 1684,792 W.
Pn Tổn hao ngắn mạch tính toán, Pn = 12867 W.
Pđm Công suất tác dụng của MBA lúc tải định mức với Cosj = 1 Pđm = 1000 ì 103 VA.
Phần V
Tính toán nhiệt của MBA
Tính toán nhiệt là tính toán về nhiệt ở trạng thái xác lập, nghĩa là khi MBA làm việc liên tục với tải định mức. ở trạng thái xác lập này toàn bộ nhiệt lượng do dây quấn và lõi sắt phát ra đều khuyếch tán ra xung quanh.
Nói chung tính toán nhiệt MBA gồm các phần sau đây:
Tính nhiệt độ chênh qua từng phần.
Chọn kích thước thùng dầu bảo đảm toả nhiệt tốt, nghĩa là làm sao cho nhiệt độ dây quấn, lõi sắt và dầu không quá mức qui định.
Kiểm tra nhiệt độ chênh của dây quấn, lõi sắt và dầu đối với không khí.
I. Nhiệt độ chênh qua từng phần.
q0 =
1. Nhiệt độ chênh dây quấn hạ áp.
q0 =
=
= 1,40C
Trong đó:
d Chiều dày cách điện một phía, tra bảng 32 trang 199, ta có:
d = = 0,20 ì 10-3 m.
lcđ Suất dẫn nhiệt của lớp cách điện của dây dẫn, tra bảng 54 trang 218 TLTK MBA, lcđ = 0,17 W/m0C.
q1 Mật độ dòng nhiệt trên bề mặt dây quấn HA,
q1 =
=
= 1191,1 W/m2.
Trong đó:
PCu1 Tổn hao đồng trong dây quấn HA, PCu1 = 4959,115 W
kf1 Tổn hao phụ trong dây quấn HA, kf1 =1,04.
M1 Bề mặt làm lạnh của dây quấn HA, M1 = 4,33 m2.
2. Nhiệt độ chênh dây quấn CA.
q02 =
=
= 0,4250C
Trong đó:
d Chiều dày cách điện một phía, tra bảng 32 trang 199, ta có:
d = = 0,20 ì 10-3 m.
lcd Suất dẫn nhiệt của lớp cách điện của dây dẫn, tra bảng 54 trang 218 TLTK MBA, lcđ = 0,17 W/m0C.
q2 Mật độ dòng nhiệt trên bề mặt dây quấn HA,
q2 =
=
= 361,196 ằ 361,20 W/m2.
Trong đó:
PCu2 Tổn hao đồng trong dây quấn HA, PCu2 = 7000,855 W
kf2 Tổn hao phụ trong dây quấn HA, kf2 =1,004.
M2 Bề mặt làm lạnh của dây quấn HA, M2 = 19,46 m2.
3. Nhiệt độ chênh giữa mặt ngoài dây quấn với dầu.
Đối với dây quấn dùng dây chữ nhật.
q0d = k1 ì k2 ì k3 ì 0,35 ì q0,6 0C
a. Đối với dây quấn HA:
q0d1 = k1 ì k2 ì k3 ì 0,35 ì q10,6
= 1 ì 1,1 ì 0,8 ì 0,35 ì (1191,1)0,6
= 21,580C
Trong đó:
k1 Hệ số kể đến tốc độ chuyển động của dầu trong dây quấn, phụ thuộc vào hệ thống làm lạnh, làm lạnh bằng dầu tự nhiên, k1 = 1,0.
k2 Hệ số có tính đến trường hợp do dây quấn HA ở trong nên dầu đối lưu khó khăn làm cho dây quấn nóng lên, k2 = 1,1.
k3 Hệ số tính đến sự đối lưu khó khăn của dầu do bề rộng (hay cao) tương đối của rãnh dầu ngang gây nên. Nó phụ thuộc vào tỷ lệ hr1/a (hr1- Chiều cao của rãnh dầu ngang hr1 = 4 mm; a1- chiều dày dây quấn HA, a1 = 0,02 m = 20mm).
Ta có:= 0,2. Theo bảng 55 trang 220 TLTK MBA,
ta có: k3= 0,8
q1 Mật độ dòng điện trên bề mặt dây quấn HA.
b. Đối với dây quấn CA:
q0d2 = k1 ì k2 ì k3 ì 0,35 ì q20,6
= 1 ì 1 ì10,05 ì 0,35 ì (361,20)0,6
= 12,58 (0C)
Trong đó:
k1 Hệ số kể đến tốc độ chuyển động của dầu trong dây quấn, phụ thuộc vào hệ thống làm lạnh, làm lạnh bằng dầu tự nhiên, k1 = 1,0.
k2 Hệ số có tính đến trường hợp do dây quấn CA ở ngoài, k2 = 1,0.
k3 Hệ số tính đến sự đối lưu khó khăn của dầu do bề rộng (hay cao) tương đối của rãnh dầu ngang gây nên. Nó phụ thuộc vào tỷ lệ hr2/a (hr2- Chiều cao của rãnh dầu ngang hr2 = 4,23 mm; a2- chiều dày dây quấn CA, a2 = 48 mm).
Ta có:=0,08. Theo bảng 55 trang 220 TLTK MBA,
ta có: k3= 1,05
q2 - Mật độ dòng điện trên bề mặt dây quấn CA, q2 = 361,2 W/m2.
4. Nhiệt độ chênh trung bình của dây quấn đối với dầu:
q0dtb = q0tb + q0d (0C)
a. Đối với dây quấn HA:
q0dtb1 = q0tb1 + q0d1
= 1,4 + 21,58
= 22,98 0C ằ 23 0C
Trong đó:
q0tb1 Nhiệt độ chênh dây quấn HA, q0tb1 = 1,40C.
q0d1 Nhiệt độ chênh giữa mặt ngoài dây quấn HA với dầu, q0d1 = 21,58 0C.
b. Đối với dây quấn CA:
q0dtb2 = q0tb2 + q0d2
= 0,425 + 12,58
= 13 0C
Trong đó:
q0tb2 Nhiệt độ chênh dây quấn CA, q0tb2 = 0,4250C.
q0d2 Nhiệt độ chênh giữa mặt ngoài dây quấn CA với dầu, q0d2 =12,58 0C.
II. Tính toán nhiệt của thùng.
Theo bảng 57 trang 220 TLTK MBA, với công suất MBA S = 1000kVA. Do đó, ta chọn kết cấu thùng có gắn bộ tản nhiệt kiểu ống thẳng (hình 6 - 16 TLTK MBA).
Các khoảng cách cách điện từ dây dẫn ra đến vách thùng, đến xà ép gông trên được xác định như sau:
S1 Khoảng cách từ dây dẫn ra của dây quấn CA đến chính dây dẫn đó. Theo bảng 31 trang 198 TLTK MBA ta có, S1 = 50 mm.
S2 Khoảng cách dây dẫy ra đến vách thùng. Theo bảng 31 trang 198 TLTK MBA ta có, S2 = 50 mm.
S3 Khoảng cách dây dẫn ra không bọc cách điện của dây quấn HA đến CA. Theo bảng 31 trang 198 TLTK MBA ta có, S3 = 90 mm.
S4 Khoảng cách dây dẫy ra của dây quấn HA đến vách thùng. Theo bảng 31 trang 198 TLTK MBA ta có, S4 = 25 mm.
S5 Khoảng cách giữa dây quấn CA đến vách thùng. Vì Uth2 = 85 kV do đó khoảng cách dây dẫn ra không bọc cách điện.
S5 = S3 + d2 + S4
= 90 + 10 + 25
= 125 (mm)
d1 Đường kính dây dẫn ra có bọc cách điện của dây quấn CA, d1 = 25 mm.
d2 Đường kính dây dẫn ra không bọc cách điện của dây quấn HA, d1 = 10 mm.
Chiều rộng tối thiểu của thùng:
B = D''2 + (S1 + S2 + d1 + S3 + S4 + d2) ì 10-3 (m)
= 0,46 + (50 + 50 + 25 + 90 + 25 + 10) ì 10-3
= 0,71 (m)
Trong đó:
D''2 Đường kính ngoài của dây quấn CA, D''2 = 0,46 m.
Chiều dài tối thiểu của thùng dầu:
A = 2 ì C + D''2 + 2 ì S5 ì 10-3
= 2 ì 0,49 + 0,46 + 2 ì 125 ì 10-3
= 1,69 m.
Trong đó:
C Khoảng cách giữa hai trụ cạnh nhau, C = 0,49 m.
D''2 Đường kính ngoài của dây quấn CA, D''2 = 0,46 m.
S5 Khoảng cách song song dây quấn CA và vách thùng, S5 = 125 mm.
Chiều cao thùng:
H = H1 + H2, (m).
a. Chiều cao ruột máy:
H1 là khoảng cách từ đáy thùng đến hết chiều co lõi sắt.
H1 = lt + 2 ì hg + n ì 10-3
= 0,682 + 2 ì 0,23 + 50 ì 10-3
= 1,192 (m).
Trong đó:
lt Chiều cao trụ sắt, lt = 0,682 m
hg Chiều cao gông, hg = 0,23 m
n Chiều dày tấm lót dưới gông dưới, n = 50 mm.
b. Khoảng cách từ gông đến nắp thùng.
H2 là khoảng cách tối thiểu từ gông đến nắp thùng. Chọn chiều cao H2 có thể tra ở bảng 58 theo cấp cách điện của dây quấn cao áp. Trên thực tế thường lấy H2 gấp 1,5 á 2 lần trị số tìm được trong bảng.
H2 = 2,0 ì 400 = 800mm = 0,8m
Vậy chiều cao của thùng.
H = H1 + H2
= 1,192 + 0,8
= 1,992m ằ 2,0m
Trong đó :
H1 Chiều cao ruột máy, H1 = 1,192m
H2 Khoảng cách từ gông đến nắp thùng, H2 = 0,6m
Nhiệt độ chênh lệch trung bình cho phép của dầu đối với không khí cho dây quấn nóng nhất (HA).
qdk = 600 - q0dtb
= 600 - 23,0
= 37 0C.
Trong đó :
q0đtb Nhiệt độ chênh lệch trung bình của dây quấn hạ áp đối với dầu, q0đtb = q0đtb1 =230C
Nhiệt độ chênh của lớp đầu tiên so với không khí :
Trị số qđk tính ra phải thoả mãn điều kiện sau :
d ì (qđt + qtk) Ê 500C
1,02 ì d ì qd ì k < 500C
1,2 ì 37,0 < 500C
44,4 < 500C
Vậy thoả mãn điều kiện cho phép.
Trong đó :
d Hệ số, được xác định bởi tỷ số giữa nhiệt độ chênh của dầu đối với không khí lúc lớn với trị số trung bình. Trong tính sơ bộ có thể lấy d = 1,2.
qđk Nhiệt độ chênh trung bình cho phép của dầu đối với không khí cho dây quấn nóng nhất (HA), qđk =370C.
Nhiệt độ chênh của vách thùng đối với không khí.
qtk = qđk - qtk
= 37,0 - 5
= 320C.
Trong đó :
qđk Nhiệt độ chênh ... nóng nhất (HA), qđk = 370C
qtk Nhiệt độ chênh của thùng dầu đối với thùng, qtk =50C
Bề mặt đối lưu của thùng phẳng.
Ta chọn đáy thùng ôvan, cho nên :
Mfđl =MÔV
= [2 ì ( A-B) + pB] ì H
= [2 ì (1,69-0,71) + 3,14 ì 0,71] ì 2,0
= 8,378 m2.
Trong đó :
A Chiều dài tối thiểu của thùng dầu, A = 1,69m
B Chiều rộng tối thiểu của thùng dầu, B = 0,71m
H Chiều cao của thùng, H = 1,985m
Sơ bộ tính diện tích bề mặt bức xạ của thùng phẳng có bộ tản nhiệt.
Mbx = MÔV ì k
= 8,378 ì 1,5
= 12,567 m2.
Trong đó :
MÔV Bề mặt đối lưu của thùng phẳng, Môv = 8,378m2
k Hệ số ảnh hưởng đến hình dáng mặt thùng. Theo bảng 59 trang 221 TLTk MBA, k = 1,5.
Bề mặt đối lưu cần thiết đối với trị số qtk = 320C
Mđl = -1,12 ì Mbx
= -1,12 ì 12,567
= 66,227 (m2)
Trong đó :
SP Tổn hao không tải và ngắn mạch của MBA
SP = 1684,792 + 12867
qtk Nhiệt độ chênh của thùng so với không khí xung quanh qtk = 32,00C
Mbx Bề mặt bức xạ của thùng phẳng có bộ tản nhiệt,
Mbx = 12,567m2
Thiết kế thùng dầu.
- Thùng có bộ tản nhiệt kiểu ống thẳng kết cấu là gồm ống góp lớn hình ống nối vào phía trên và phần dưới, các bộ tản nhiệt được gắn lên hai ống góp chung đó.
- Kích thước ống góp A được tính xuất phát từ điều kiện.
A Ê H - 0,34
Ê 2,0 - 0,34
Ê 1,66mm
Bề mặt đối lưu của nắp thùng.
Mnđl = 0,5 ì[(A-B) ì (B + 0,16) + p .]
= 0,5 ì[(1,69-0,71) ì (0,71 + 0,16) + 3,14 .]
= 0,723m2.
Trong đó :
A Chiều dài tối thiểu của thùng dầu, A = 1,69m.
B Chiều rộng tối thiểu của thùng dầu, B = 0,71m.
0,16 Bề rộng kể cả hai bên vành nắp.
0,5 Hệ số kể đến sự che khuất mặt thùng.
Bề mặt đối lưu của bộ tản nhiệt.
SMbđl = M'đl + Mfđl + Mmđl
= 66,227 + 8,378 + 0,723
= 75,328 m2.
Bề mặt đối lưu của bộ tản nhiệt quy về mặt thùng phẳng.
Mbđl = Môđl khđ + Mgđl khg
= 4,961 ì 1,26 + 0,34 ì 1,26
= 6,68m2.
Trong đó :
Môđl Bề mặt đối lưu của ống. Tra bảng 63 TLTK MBA ta được Môđl = 4,961m2.
Mgđl Bề mặt đối lưu của hai ống góp. Theo chú thích bảng 63 ta có : Mgđl = 0,34 vì chọn hai dây ống.
khô, khg Hệ số hình dáng của ống tản nhiệt và của ống góp. Tra bảng 56 ta được khô = khg = 1,26.
Số bộ tản nhiệt cần thiết.
nb =
=
= 11,27 ằ 12 bộ.
Bề mặt đối lưu thực của thùng.
Mđl = SMbtl + Mfđl + Mnđl
= 12 ì 6,68 + 8,378 + 0,723
= 89.216m2
Nhiệt độ chênh trung bình của mặt ngoài ống đối với không khí.
qtk =
=
= 26,153 0C
Trong đó :
k = 1,05 á 1,1 - Trị số nhỏ ứng với tính toán MBA đơn chiếc, trị số lớn ứng với tính toán dãy MBA, chọn k = 1,05
Nhiệt độ chênh của dầu sát vách thùng so với thùng.
qđt = k1 ì 0,165 ì 0C
=
= 3,610C
Trong đó :
k1 Hệ số khi làm lạnh bằng dầu tự nhiên ,k = 1
Nhiệt độ chênh của dầu so với không khí.
q'đk = qđt + qtk (0C)
= 3,61 + 26,153
= 29,7630C
Nhiệt độ trên của lớp dầu trên so với không khí phải đạt tiêu chuẩn :
qđk = d(qđt + qtk) Ê 500C
= dì (q'đk)
= 1,2 ì 29,763
= 35,715 0C.
Nhiệt độ chênh của dây quấn đối với không khí phải đạt tiêu chuẩn.
q0k = q0dtb + q'đk Ê 600C
- Đối với dây quấn hạ áp :
q0k1 = q0dtb1 + q'đk
= 23 + 35,715
= 58,715 Ê 600C
Vậy thoả mãn điều kiện cho phép.
- Đối với dây quấn cao áp :
q0k2 = q0dbt2 + q'đk
= 13 + 35,715
= 48,7150C
Vậy thoả mãn điều kiện cho phép.
III. Tính toán sơ bộ trọng lượng ruột máy, vỏ máy, dầu và bình giãn dầu của MBA.
1. Trọng lượng ruột máy.
Gr ằ 1,2 (Gdq + Gl)
= 1,2(460,41 + 1432,206)
= 2271,14kg.
Trong đó :
Gdq Trọng lượng toàn bộ dây quấn và dây dẫn ra.
Gdq = SGdd + SGr
= 445,4 + 15,01
= 460,41 kg.
SGdd - Trọng lượng toàn bộ dây dẫn không bọc cách điện, Gdd = 445,4kg
SGr Trọng lượng toàn bộ dây dẫn ra.
SGr = Gr1 + Gr2
= 14,83 + 0,18
= 15,01 kg.
Gr1 Trọng lượng đồng dây dẫn ra HA, Gr1 = 14,83 kg.
Gr2 Trọng lượng đồng dây dẫn ra CA, Gr2 = 0,18 kg.
Gl Trọng lượng lõi sắt, Gl = 1432,206 kg.
1,2 Hệ số kể đến trọng lượng ruột máy được tăng thêm do cách điện và các kết cấu khác.
2. Trọng lượng dầu của thùng.
Trước hết ta tính thể tích của dầu trong thùng phẳng:
Vd = Vt - Vr
= 1446 - 143
= 1033 (dm3)
Trong đó:
Vt Thể tích bên trong của thùng dầu phẳng
Vt = Mn ì H
= 0,723 ì 2,0
= 1,446(m3) = 1446 (dm3).
Vr Thể tích ruột máy.
Vr = = 413 kg.
Với gr = 5,5 kg/m3 là tỷ trọng trung bình của ruột máy đối với MBA dây quấn đồng.
Vậy trọng lượng dầu của toàn bộ MBA.
Gd = 1,05 [0,9 (Vt - Vr) + Gdô]
= 1,05 [0,9 ( 1033) + 12 ì 53]
= 1643,985 kg ằ 1644 kg.
Trong đó:
1,05 Hệ số kể đến trọng lượng dầu tăng thêm ở bình giãn dầu.
Gdô Trọng lượng dầu trong ống, Gdô = 53 (kg).
3. Trọng lượng vỏ thùng MBA.
a. Thể tích nắp MBA.
Vn = Mn ì dnđ
= 1,6 ì 0,008
= 0,01280 = 12,8 (dm3)
Trong đó:
Mn =
=
= 1,6 m2.
bn Chiều rộng nắp thùng, bn = B + 2bv = 071 + 2 ì 0,1 = 0,91
ln Chiều dài nắp thùng.
ln = A 2 ì bv = 1,69 + 2 ì 0,1 = 1,89 m.
b. Thể tích đáy MBA:
Vđ =
=
= 0,0100 m3 = 10 dm3.
c. Thể tích xung quanh thùng:
Vxq =
=
= 0,058 m3 = 58 dm3.
Vậy trọng lượng vỏ thùng MBA và phần bộ tản nhiệt.
Gt = (Vn + Vđ + Vxq) ì gFe + GkL
= (12,8 + 10 + 58) ì7,85 + 12 ì 67,14
= 1439,96 (kg).
Trong đó:
GkL Trọng lượng ống tản nhiệt, GkL = 67,14 kg.
gFe - = 7,85 kg/dm3.
4. Trọng lượng bình giãn dầu.
- Thể tích bình giãn dầu.
Vg = (0,07 á 0,1) Vd
= 0,07 ì Vd
= 0,07 ì 1033
= 72,31 dm3.
- Bình giãn dầu thường làm băng thép hàn có chiều dày dg = 0,02 (dm) và đặt nằm ngang trên nắp thùng, chiều dài bình giãn dầu là:
lg = B = 0,71 m = 7,1 dm.
- Đường kính bình giãn dầu:
d =
=
= 3,6 dm = 0,36 m
- Trọng lượng bình giãn dầu:
Gg = Vg ì dg ì gFe
= 72,31 0,02 ì 7,85
= 11,352 (kg).
5. Tổng khối lượng MBA.
GS = GR + Gd + Gt + Gg + Gb
= 2271,14 + 1644 + 1439,96 + 11,352 + 12 ì 67,14
= 6172,132 kg = 6172 (kg)
Trong đó:
GR Trọng lượng ruột máy, GR = 2271,14 kg.
Gd Trọng lượng dầu toàn bộ MBA, Gd = 1644 kg.
Gt Trọng lượng Vỏ thùng MBA và phần bộ tản nhiệt, Gt = 1439,96 kg.
Gg Trọng lượng bình giãn dầu, Gg = 11,352 kg.
Gdô Trọng lượng bộ tản nhiệt không có dầu, Gb = 67,14 kg.
kết luận
MBA điện lực là là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện lực.Vì vậy đòi hỏi thiết kế phải chính xác. Thiết kế làm sao phải thoả mãn các tiêu chuẩn quy định của nhà nước cũng như thầy hướng dẫn đưa ra.
Trong quá trình thiết kế được sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Trung cư và các thầy cô giáo trong khoa nhưng do trình độ của tôi có hạn vì thế chắc chắn không tránh khỏi sai sót.
Rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để việc làm đồ án của tôi được hoàn thiện hơn.
Kính bút
Hồ Thanh Tiên
Tài liệu tham khảo
1. Thiết kế máy điện.
Tác giả: Trần Khánh Hà - Nxb Khoa học và kỹ thuật.
2. Máy điện I.
Tác giả: Vũ Gia Hạnh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ - Nxb Khoa học và kỹ thuật.
3. Thiết kế MBA điện lực.
Tác giả: Phan Tử Thụ - Nxb Khoa học và kỹ thuật.
4. Công nghệ chế tạo máy điện và MBA
Tác giả: Nguyễn Đức Sỹ - Nxb Giáo dục.
Mục lục
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DAN064.doc