Đề tài Môn học thiết kế máy điện

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU: Công suất định mức : 400 kVA Điện áp định mức :15/0,4 kV đấu
/yo-11 Tổn hao không tảI : 840 W Tổm hao ngắn mạch : 5750W Điện áp ngắn mạch : 4% Đặc điểm:Đặt ngoài trời,làm việc liên tục,làm lạnh bằng dầu. NỘI DUNG TÍNH TOÁN: Tinhd toán kích thước chủ yếu Tính toán dây quấn CA,HA Tính toán mạch từ Tính toán các tham số ngắn mạch,không tải Tính toán nhiệt Bản vẽ tổng lắp ráp. CHƯƠNG I :NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC Máy biến áp điện lực là thiết bị chủ yếu của công mghiệp điện lực.Theo sự phát triển của xã hội và hiện đại hóa của đất nước,qui mô của lưới điện quốc gia ngày càng được mở rộng và số lượng máy biến áp ngày càng lớn,yêu cầu kĩ thuật máy biến áp ngày càng cao.Trong quá trình truyền tải để giảm tổn thất điện năng thì điện áp phải được nâng và hạ xuống 4 đến 5 lần.Do vậy tổng công suất của máy biến áp lớn hơn gấp 6 đến 8 lần công suất của nhà máy điện. Ngày nay hiệu suất của máy biến áp được nâng lên rất cao,từ 98 đến 99%,nhưng do số lượng máy biến áp trong hệ thống điện rất lớn nên tổn hao này cũng đáng kể,vì vậy cần phải giảm đến mửc thấp nhất có thể tổn hao trong máy biến áp nhất là tổn hao không tải. Trong quá trình chế tạo thì những máy biến áp cỡ vùa và nhỏ được chế tạo thành loại ba pha.Còn những máy biến áp cơ lớn được chế tạo thành loại một pha sau đó được ghép lại thành tổ máy biến áp ba pha. Công suất máy biến áp ngày càng lớn.Trên thế giới đã chế tạo được máy biến áp ba pha có công suât đến một triệu kVA và điện áp tới 1150 kV.Để đảm bảo chất lượng cung cấp điện năng thông thường thì máy biến áp được chế tạo sao cho có thể điều áp được dưới tải.Máy biến áp được chế tạo với vật liệu có từ tính tốt,có suất tổn hao thấp,độ từ thẩm cao,ngoài ra còn được cải tiến cách làm mát và dùng những vật liệu kết cấu nhẹ và bền. Có thể nói rằng sự phát triển của công nghệ chế tạo máy điện nói chung và công nghệ chế tạo máy biến áp nói chung đã có những sự phát triển vượt bậc đã tạo ra những máy có công suất lớn,điện áp cao nhưng có kích thước giảm đáng kể. CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 1.Tính toán các tham số cơ bản 1.Công suất trên mỗi pha của máy biến áp:
kVA 2.Dòng điện định mức trên một pha máy biến áp: Dòng điện định mức phía cao áp của máy biến áp: I1=
A Dòng điện định mức thứ cấp máy biến áp: I2=
A 3.Điện áp các pha của máy biến áp: Điện áp bên cao áp của máy biến áp: Uf1=U1=15000 V Điện áp bên hạ áp của máy biến áp: Uf2=
V 4.Điện áp thử nghiệm của dây quấn máy máy biến áp. Theo TCVN ta có điện áp thử nghiệm của máy biến áp: Dây quấn cao áp của biến áp: Với U1=15 kV thì ta có Ut=38 kV Dây quấn hạ áp của biến áp : Với U2=0,4 kV ta có Ut=5 kV 5.Kiểu dây quấn trong máy biến áp Theo phụ lục XV ta có : Với dây quấn cao áp điện áp U1=15 kV và dòng điện I1= 27,6 A.ta chọn loại dây xoắn ốc liên tục. Với dây quấn hạ áp U2=0,4 kV và dòng điện I2=577,3 A,ta chọn dây loại xoắn ốc mạch đơn 6.Xác định các tham số tính kích thước chủ yếu Hệ số aR Ta có : aR=
Hệ số aRphụ thuộc vào kích thước cụ thể của máy biến áp,của dây quấn HA và CA,do đó chỉ khi bố trí xong dât quấn mới có thể xác định chính xác.Khoảng cách cách điện giữa dây quấn CA và HA là a12 được chọn theo điện áp thử nghiệm của cuộn CA. Tra theo bảng XIV-2 TKMĐ ta có: Công suất MBA Sp kVA  Điện áp thử Ut của cuộn CA kV  Cuộn CA đến gông,cm  Giữa cuộn CA với HA,cm  Giữa hai cuộn CA,cm  Đầu thừa,cm     l02 
 a12 
 a22 
 ld2   400  25  3,0  -  0,9  0,3  1,0  -  1,5   Lấy sơ bộ :
.Trong đó k là hệ số phụ thuộc vào dung lượng máy biến áp, vật liệu làm dây quấn CA và tổn hao ngắn mạch trong MBA.Theo bảng 13.2 TKMĐ ta chọn được k=0,58. Thay ta có:
cm Vậy ta có: aR=2+1,97=3,97 cm Điện áp ngắn mạch tác dụng:
% Điện áp ngắn mạch phản kháng:
% Hình dáng sơ bộ của máy biến áp như hình vẽ:
Hệ thống mạch từ sủ dụng hệ thống ba pha ba trụ có mối ghép chéo góc,ghép thẳng với trụ giữa. Trụ được ghép bằng băng đai và gông dùng sắt góc ép lại.Thép dùng làm lõi sắt là thép cán nguội đẳng hướng 3407 dày 0,3 mm.Lấy mật độ từ cảm trong trụ BT=1,75 T. Theo bảng 13.2 với SP=400 kVA thì trụ có 6 bậc,hệ số điền đầy kd=0,926. Hệ số ép chặt kc=0,95 ta có hệ số lợi dụng: ke=kd.kC=0,95.0,926=0,88 Chọn các bậc của gông là 7.Theo phần phụ lục XVII-2 TKMĐ ta có: Hệ số của gông kG=1,02.Trông đó kG là tỉ số thiết diện giữa gông và trụ.Vì vậy ta có mật độ từ cảm trong gông BG=BT/1,02=1,75/1.02=1,029 T. Số khe hở trong mạch từ gồm 4 rãnh chéo ở 4 góc và 3 rãnh vuông ở trụ giữa.Mật độ từ thông trong rãnh vuông góc là: B"R=BT= 1,75 T Từ thông trong rãnh chéo là: B'K=
=
=1,24 T Theo bảng V-4 ta có tổn hao trong thép : +Tổn hao trong trụ pFeT=1,238 W/kg +Tổn hao trong gông pFeG=0,574 W/kg +Tổn hao từ hóa trong trụ qT =1,956 VA/kg +Tổn hao từ háo trong gông qG =1,575 VA/kg Tổn hao từ hóa trong khe hở không khí: +Tổn hao từ hóa trong khe hở vuông góc q"K= 0,61 VA/cm
+Tổn hao từ hóa trong khe hở chéo q'K = 0,0956 VA/ cm
Theo bảng 13.7 ta có hệ số tổn hao phụ kf=0,91 khi ngắn mạch.Theo bảng 13.5 và 13.6 ta có được hằng số đối với dây đồng là a=1,4 và b= 0,28.Ta lấy hệ số kR=0,95 là hệ số ép chặt. Hệ số
= 1,8 – 2,4. *Ta tiến hành tính toán các hệ số cơ bản : Hệ số A: A=16.
Hệ số A1 : A1=
kg A2=
kg Trong công thức trên l0 là khoảng cách từ cuộn cao áp đến gông.Tra bảng ta có được l0=5 mm
B2=
kg C1=
,
kg M=
= =
MPa Trong công thức trên thì:

B=
Chọn tỉ giá giữa dây đồng PVB và thép 3404 là kFe,Cu=2,21 C=
Chọn kcđ=1,06 ta có : D=
Ta có đẳng thức : x5+Bx4-Cx-D=x5+0,328.x4-0,554x-0,22 Theo phương trình trên ta có
Trọng lượng tôn Silic của các góc gông: Gg=0,493.10-2.kl.kG.A3x3= =0,493.10-2.0,88.1,02.16,513.x3=19,91x3 Thiết diện của trụ lõi sắt : ST=0,785.kl.A2.x2= =0,785.0,88.16,512.x2=188,3x2 Thiết diện khe hở vuông góc : S”K=ST=188,3.x2 Thiết diện khe hở chéo: S’K=ST.
=188,3.
.x2= =266,3.x2 Tổn hao không tải trong máy biến áp : P0=k’F(pTGT+pG.GG)= =1,25(1,238.GT+0,574.GG)=1,54GT+0,717GG    1.8  2  2.2  2.4  2.153   x=  1.158292185  1.18920712  1.217883286  1.24466595  1.211326   x2 =    1.341640786  1.41421356  1.483239697  1.54919334  1.46731   x3 =  1.554012038  1.68179283  1.806412836  1.92822821  1.777391   A1/x=313.81/x  270.9247321  263.881704  257.6683691  252.123872  259.0632   A2x2=25.9.x2  34.74849637  36.6281313  38.41590816  40.1241075  38.00334   GT=A1/x+ A2x2  305.6732285  300.509835  296.0842773  292.24798  297.0666   B1x3=202.72.x3  315.0293204  340.933043  366.1960101  390.890422  360.3127   B2x2=33.47.x2  44.90471712  47.3337279  49.64403267  51.851501  49.11088   GG= B1x3+ B2x2  359.9340376  388.266771  415.8400428  442.741923  409.4236   GFe=GT+GG  665.607266  688.776606  711.9243201  734.989902  706.4902   Gg=52,35.x3  30.94037969  33.4844953  35.96567957  38.3910236  35.38786   P0=1,7GT+1,563GG  728.8094768  741.172421  754.1270977  767.507847  751.0393   Q0=2,445GT+1,969GG  4663.655898  4965.56506  5261.140361  5550.95091  5192.218   +97,8Gg+136,5x2        i0x=Q0/10SP  1.165913975  1.24139126  1.31528509  1.38773773  1.298054   Gdq=C1/x2  474.3818214  450.038111  429.0945025  410.826708  433.7528   GCu=1,66Gdq  787.4738236  747.063264  712.2968741  681.972336  720.0296   kCùeGCu=2,21GCu  1740.31715  1651.00981  1574.176092  1507.15886  1591.265   C’td=GFe+kCuFeGCu  1742.11715  1653.00981  1576.376092  1509.55886  1593.418   J=0,91.5750/2,4Gdq  3.143803514  3.20102184  3.254096592  3.3036668  3.44196   =M.x3    14.23475027  15.4052223  16.54674158  17.6625704  16.2809   d=A.x  19.12340398  19.6338095  20.10725305  20.5494349  19.99899   d12=ad=1,4d  26.77276557  27.4873333  28.15015426  28.7692089  27.99859   l= d12/    46.70360216  43.1551132  40.17794745  37.6397149  40.83398   2a2=bd  5.354553114  5.49746665  5.630030853  5.75384177  5.599717   C=d12+a12+2a2+a22  37.82731868  38.6847999  39.48018512  40.2230506  39.2983          Ta thấy rằng giá thành thấp nhất của máy biến áp khi
nằm trong khoảng 1,8 đến 2,4.Khi đó ta có đường kính của trụ nằm trong khoảng 19,21đến 20,54 cm.Trong khoảng đường kính đó các thông số đạt yêu cầu.Ta chọn đường kính trụ d=20 cm.Khi đó ta có x=1,211 vậy
=2,153 Thiết diện lõi sắt của mạch từ: ST=188,3.x2=188,3.1,2112=276,14 cm2 Đường kính trung bình của lõi sắt: d12=a.A.x=1,4.16,51.1,211=28 cm Chiều cao dây quấn của máy biến áp: L =
=40,85 cm Chiều cao của trụ lõi sắt: lT =l +2.l0=40,83+2.3=43,13 cm Khoảng cách giữa các trụ và lõi sắt : C = d12+a12+2a2+a22 = 41,1 cm Điện áp trên một vòng dây: UV= 4,44.f.BT.ST.10-4= = 4,44.50.1,75.276,1410-4=10,72 V Trọng lượng sắt của máy biến áp: GFe=706,49 kg Trọng lượng đồng trong máy biến áp: Gdq=433,38 kg Mật độ dòng điện trong máy biến áp: J = 3,44A/mm2 Ứng suất trong dây quấn cho phép của máy biến áp:
= M.x3 =16,28 Mpa Tổn hao không tảI trong máy biến áp thiết kế : P0 = 751 W Dòng tổn hao không tải: i0%= Q0/10SP=1,298 % 1.TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP: Số vòng dây quấn hạ áp: w2=
Uf2/UV=230,94/10,72=21,54 vòng Ta lấy w2=22 vòng.Khi đó ta có điện áp rơi trên một vòng dây UV=230,94/22=10,5 V Mật độ dòng điện trong dây quấn :
Thiết diện của dây quấn hạ áp tính toán: S’dq2=I2/J2=230,94/3,66 = 63,1 mm2 Chọn dây quấn của máy biến áp là dây quấn xoắn ốc kép một lớp.Chọn khoảng cách rãnh dầu trong máy biến áp hr=0,5 cm. Chọn số đệm dọc theo chi vi của dây quấn của cuộn dây của cuộn hạ áp là 12 chiếc.Chiều rộng tấm đệm là 4 cm. Chiều cao hướng trục của dây quấn hạ áp : hv2 =

cm Chọn dây là 3 sợi dây ghép song song loại PB .Thiết diện 1 sợi là:
Các sợi được chia làm hai mạch ghép song song có rãnh dầu ở giữa. Thiết diện của một vòng dây tổng bằng: S2=3.55,39=166,17 mm2 Mật độ dòng điện trong dây quấn hạ áp trong chế độ định mức: J2=577,3/166,17=3,47 A/mm2 Chiều cao dây quấn hạ áp: Ta tiến hành tính toán chiều cao dây quấn hạ áp bằng cách cho chiều cao dây quấn hạ áp bằng chiều cao dây quấn cao áp. Chiều cao dây quấn hạ áp được tinh theo công thức:
Trong công thức trên: l2 : Chiều cao thực tế của cuộn hạ áp b’ : Chiều rộng của một sợi dây quấn w2 : Số vòng dây cuộn hạ áp k : Hệ số khi kể đến sự co ngót của dây quấn khi ép chặt để sây khô.thông thường k=0,94-0,96,ta lấy k=0,95 hr2 : Chiều cao rãnh dầu làm mát
: Chiều cao cách điện giữa hai mạch
=0,1-0,15.Ta lấy
=0,1. Ta tiến hành bố trí cuộn dây hạ áp có chiều cao tương đương như cuộn cao áp.Do vậy thì số rãnh thông dầu của máy biến áp phảI chọn sao cho thỏa mãn được điều kiện về chiều cao.Để đơn giản trong thiết kế và lắp đặt ta chọn tất cả các rãnh thông dầu đều có kích thước bằng nhau.Ta có phương trình:
Ta có chiều cao rãnh thông dầu: hr2 = 0,78 cm Kích thước rộng của dây quấn:
Trong thủ nghiệm cao áp thì với cấp điện áp 0,4 kV, điện áp thử nghiệm là 5 kV.Trong kết cấu dây quấn kiểu xoắn ốc ta có a01=1,5 đó là khoảng cách từ cuộn hạ áp dến gông. Đường kính trong của dây quấn hạ áp: D’2= d+2a01 = 20+2.1,5 = 23 cm Đường kính ngoài của dây quấn hạ áp: D”2= D’2+2.a2 = 23+2.3 = 29 cm Đường kính trung bình của dẩ quấn hạ áp: Dtb2= (D’2+D”2)/2 = (23+29)/2 =26 cm Suất tản nhiệt trên bề mặt dây quấn hạ áp :
Trong công thức trên : q2 : Suất tản nhiệt trên bề mặt dây quấn hạ áp J2 : Mật độ dòng điện trong dây quấn hạ áp wb : Bề rộng dây quấn hạ áp kể cả đến cách điện kf : Hệ số tổn hao phụ k3 : Hệ số của dây quấn Thay số ta có:
W/m2 Trọng lượng dây đồng trong dây quấn hạ áp:
Thay số ta có :
Trọng lượng dây quấn hạ áp kể cả cách điện : G0dq2 = 1,02Gdq2=1,02.79,84=81,44 kg 2.TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP Do yêu cầu của máy biến áp có điều chỉnh điện áp nên ta tiến hành thiết kế dây quấn cao áp có các đầu ra cho phép điều chỉnh điện áp.Chọn điều chỉnh điện áp là
. Dòng điện qua tiếp điển của bộ điều chỉnh bằng 72,168 A. Điện áp của hai đầu điều chỉnh : Sơ đồ đầu điều chỉnh điện áp :
Điện áp giữa hai đầu điều chỉnh điện áp -5 và +5 bằng : Uđcf = 10%.U1 = 10%.15.103 =1500 V Điện áp thử của cuộn dây điều chỉnh : Utđcf = 2.Uđcf =2.230,94 = 461,88 V Điện áp giữa hai nấc điều chỉnh kiên tiếp của cuộn dây cao áp :
V Đặt tên các đầu điều chỉnh như bảng dưới đây : Đầu điều chỉnh  +5%  +2,5%  0%  -2,5%  -5%   Tên  A1  A2  A3  A4  A5   Điện áp kV  15750  15375  15000  14625  14250   Đối với dây quấn cao áp ta chọn dây quấn xoắn ốc liên tục.
Số vòng dây cơ bản của cuộn dây cao áp :
vòng Số vòng dây điều chỉnh điện áp của cuộn dây cao áp:
vòng Số vòng dây ứng với một nấc điều chỉnh điện áp :
vòng Mật độ dòng điện sơ bộ trong dây quấn cao áp:
A/mm2 Thiết diện sơ bộ của dây quấn cao áp: S’1= If1/J’1= 26,7/3,28 = 8,14 mm2 Dùng dây xoắn ốc liên tục với dây dẫn là loại dây PB.Số sợi dùng là 1 sợi,thiết diện dây cao áp bằng :
Mật độ dòng điện trong dây quấn cao áp:
A/mm2 Giữa hai bánh dây kép ta thiết kế một rãnh dầu rộng 0,5 cm.Giữa hai lớp dây quấn của dây quấn kép ta đặt lót cách điện dày 0,05 cm.Ở hai rãnh dầu dây quấn ta để một khe hở 0,75 cm để tăng cường cách điện.Khe hở giữa hai nửa cuộn dây ta đặt bằng h=1,25 cm,chiều cao của một bánh dây b’=0,55 cm. Số bánh dây của cuộn dây cao áp:
cm Chọn số bánh dây của cuộn dây cao áp là 80 bánh.Số vòng dây trong một bánh:
vòng/bánh Ta tiến hành chia số vòng dât trung bình cho mỗi bánh: + Chọn 58 bánh cơ bản, mỗi bánh có 11 vòng ,bánh 59 có 7 vòng ,tổng cộng có 645 vòng + Chọn 4 bánh cách điện tăng cường,mỗi bánh có 9 vòng,tổng cộng có 36 vòng + Chọn 12 bánh cách điện tăng cường ,mỗi vòng có 12 vòng,tổng cộng có 144 vòng Tổng cộng có 645+36+144=825 vòng Sơ đồ bố trí dây quấn như hình vẽ :
Trong hình vẽ trên : Bánh dây T : Bánh dây có quấn cách điện tăng cường Bánh dây C : Bánh dây cơ bản Bánh dây D : Bánh dây điều chỉnh điện áp Chiều cao của cuộn dây cao áp :
Đường kính trong của cuộn dây cao áp : D’1= D”2+2.a12 = 29+0,9 = 29,9 cm Số vòng dây trong một bánh dây: wb1= w2/nb2=825/70=11,78 vòng Lấy tròn wb1=11 vòng Chiều dày của cuộn dây cao áp : a1 = a’2.wb1= 11.0,5 = 5,5 cm Đường kính ngoài của cuộn dây cao áp : D”1 = D’1+2.a1 = 29,9+2.5,5 = 40,9 cm Đường kính trung bình của dây quấn cao áp : Dtb1= (D’1+D”1)/2 = (29,9+40,9)/2 = 35,4 cm Suất tản nhiệt của cuộn dây cao áp :
W/m2 Trọng lượng đồng trong dây quấn cao áp : Gdq1= 28.a1.Dtb1.w1.S1.10-5= = 28.5,5.35,4.825.7,29.10-5 = 108,6 kg Trọng lượng dây quấn cao áp khi kể cả tới cách diện : G0dq1 = 1,02.Gdq1 = 1,02.208,6 =212,8 kg Kích thước dây quấn của máy biến áp :
TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC KÍCH THƯỚC MẠCH TỪ Trong thiết kế ta dùng loại thép 3407 chiều dày là 0,3 mm ta không dùng cách điện bổ xung trong mạch từ. Kích thước của trụ mạch từ d=23 cm.Trụ trong máy có 6 bậc
Thiết diện của trụ :
Trong công thức trên : SbT : Diện tích của trụ aT : Chiều cao một bậc bT : Chiều rộng một bậc Công thức tính đường kính trụ dựa vào hệ số hình dáng và số bậc :
Nên ta có :
cm2 k0 tra theo bảng 10.1 TK MBA –Phạm Văn Bình,Lê Văn Doanh Thiết diện của trụ thuần sắt tương ứng : S’T = kcSt = 0,95.379,9 = 361 cm2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Tổn hao cơ bản trong máy biến áp : +Tổn hao đồng trong cuộn dây hạ áp :
w +Tổn hao đồng trong cuộn dây cao áp :
w Tổn hao phụ trong máy biến áp : Tổn hao phụ trong máy biến áp : Pf=kfPCu Trong công thức trên : +Pf : Tổn hao phụ +PCu: Tổn hao đồng trong máy biến áp +kf : Hệ số tổn hao phụ
Trong đó :
:Hệ số dây dẫn
+Tổn hao phụ trong dây quấn hạ áp :
Ta có :
Thay số ta có :
+Tổn hao phụ trong dây quấn cao áp :
Ta có
Thay số ta có :
Tổn hao cơ bản trong dây dẫn qui đổi: Chiều dài dây dẫn qui đổi : ldd2=7,5.l=7,5.40,85=306,37 cm Trọng lượng đồng trong dây quấn hạ áp qui đổi : Qdd2=ldd2S2
Cu..10-8=306,37.166,17.8900.10-8= 4,53 kg Tổn hao đồng trong dây quấn hạ áp trong chế độ định mức : Pdd2=2,4.J22.Qdd2=2,4.3,662.4,53=145,6 W Trọng lượng đồng trong dây quấn cao áp qui đổi : Qdd1=ldd1S1.
Cu.10-8=306,37.7,29.8900.10-8=0,2 kg Tổn hao trong dây quấn cao áp : Pdd1=2,4.J12.Qdd1=2,4.3,472.0,2=5,78 W Tổn hao thùng dầu và các chi tiết khác qui đổi : Ptđ=10.k.SP=10.0,025.400=100 W Tổn hao ngắn mạch trong máy biến áp được thiết kế : Pn=Pdq1kf1+Pdq2kf2+Pdd1+Pdd2+Ptđ= =.1,006+2566,8.1,026+5,78+145,6+100 = =6066,1W Sai số trong tính toán công suất không tảI so với yêu cầu đặt ra :
Ta thấy
=4,96%< 5% Thỏa mãn yêu cầu đặt ra. Tổn thất điện áp trong dây quấn cao áp trong điều kiện tỏa nhiệt bình thường: P’n=Pn-0,05(Pdq1kf1)=5780 - 0,05(3390.1,006)=5609,48W Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm : unr=P’n/(10.SP)=5609,48/(10.400)=1,40 % Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm:
Ta có :
% Điện áp ngắn mạch của máy biến áp :
% Sai số trong tính toán :
Ta thấy sai số nhỏ hơn 5% vì vậy chấp nhận được. Dòng ngắn mạch hiệu dụng của máy biến áp : Incđ=If1.100/un=26,7.100/3,91=682,86 A Dòng điện ngắn mạch đỉnh : In max=1,41.kmax.Incđ=1,41.1,540.682,86=1482,77 A Trong công thức trên thì :
Lực điện động cực đại trong dây quấn của máy biến áp :
N Ứng suất trên cuộn dây cao áp :
Mpa Ứng suất cho phép của dây quấn cao áp
=60 Mpa Ta thấy ứng suất của dây quấn cao áp thỏa mãn yêu cầu ứng suất cho phép. Lực do từ trường tản gây ra trong dây quấn cao áp :
N Do dây quấn không được quấn đồng đều nên xuất hiện lực điện động doc trục thứ hai :
Trong công thức trên : + l” : Khoảng cách từ trụ đến thùng dầu + m : Hệ số phụ thuộc vào cách bố trí dây quấn ta có m = 4 Ta có : l”=(B-d)/2 với B là chiều rộng của thùng dầu d là đường kính trụ Sơ bộ lấy l”=25 cm Thay số ta có :
N Lực điện động lớn nhất trong dây quấn của máy biến áp : + Lực điện động lớn nhất trong dây quấn hạ áp : Ft2=F’t+F”t=17066+27917=44983 N + Lực điện động lớn nhất trong dây quấn cao áp : Ft1=F”t-F’t=20845-9009=11836 N Trong phân bố dây quấn ta thấy lực điện động lớn nhất là ở giữa dây quấn. CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ THÙNG DẦU I TÍNH NHIỆT ĐỘ CHÊNH LỆCH QUA TỪNG PHẦN: 1). Nhiệt độ chênh trong lòng dây quấn hay lõi sắt với mặt ngoài Đối với dây quấn hạ áp: Dây quấn làm bằng dây chữ nhật nhiệt độ chênh chủ yếu là hiệu số nhiệt độ của các lớp cách điện, theo (6-1) ta có: (02 =
(0c) (cd = 0,17 tra trong bảng 50 với vật liệu cách điện là giấy tẩm dầu q2 =
=
840,6 (W/m2) (q2 được tính theo côngthức 96-2) với M2 là bề mặt làm lạnh của dây quấn hạ áp).Vậy: (02 =
(0c) Đối với dây quấn cao áp: Dây quấn làm bằng dây dẫn tròn ta coi dây quấn như một khối có hai mặt tiếp xúc với dần và qua tính toán cho thấy nhiệt độ phân bố trong cuộn dây có dạng parabol thì đối với chỗ nóng nhất là ở giữa dây quấn có nhiệt độ (2. Do đó nhiệt độ chênh trong lòng so với mặt ngoài dây quấn được tính theo (6 - 3a) hình 1