Определение зависимости температуры масла от нагрузки трансформатора
Цель этого этапа расчета – проверить, как изменяется температура масла в баке трансформатора с естественным охлаждением при увеличении нагрузки трансформатора в условиях повышенной температуры окружающей среды.
Расчеты выполняются для заданных значений коэффициентов загрузки трансформатора при максимальном значении температуры воздуха. Расчетные поверхности FК и FЛ определены ранее по формулам (1.3), (1.4) и (1.5). Все остальные расчеты выполняются аналогично по изложенной выше методике, результаты оформить в виде таблиц с учетом изменения коэффициента загрузки kЗ в соответствии с заданием.
Представить графическую зависимость изменения температуры масла от нагрузки трансформатора tм (kз).
Полученные зависимости проанализировать и прокомментировать. В случае превышения допустимых значений температуры масла предложить варианты, улучшающие условия работы трансформатора.
На чертеже формата А3 или А4 изобразить бак трансформатора в двух позициях в масштабе, допустимом ГОСТ. Эскизы трансформаторов приведены в приложении 1.
Список рекомендуемых источников
1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию : в 2 т. Т. 2. Электрооборудование / под ред. А.А. Федорова. — М. : Энергоатомиздат, 1987. — 592 с.
2. Тихомиров П.Н. Расчет трансформаторов. — М. : Энергоатомиздат, 1986. — 528 с.
3. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент : справочник / под ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. — М. : Энергоиздат, 1982. — 512 с.
4. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. — М. : Энергия, 1973. — 320 с.
5. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. — М. : Энергия, 1980. — 288 с.
6. Борзов В.П., Шабалина Л.Н. Теплотехника: сборник задач для студентов инженерныхспециальностей. — Кострома : КГСХА, 2010. — 158 с.
7. СНиП 2.01.01—82. Строительная климатология и геофизика. — М. : Стройиздат, 1983. — 136 с.
8. Дорошев К.И. Эксплуатация комплектных распределительных устройств 6-220 кВ. — М. : Энергоатомиздат, 1987. — 336 с.
Приложения
Приложение 1
Эскизы баков трансформаторов
а) — ТМ-100/10*, ТМ-180/6*, ТМ-180/10*, ТМ-320/6*, ТМ-320/10*; б) — ТМ-180/35*, ТМ‑320/35*; в) — ТМ-560/10*, ТМ-560/35*; г) — ТМ-750/10*, ТМ-1000/10*, ТМ1000/35*; д) — ТМ-40/6, ТМ-40/10, ТМ‑63/6, ТМ-63/10, ТМ-100/6, ТМ-100-10; е) — ТМ-100/35; ж) — ТМ-25/6,ТМ-25/10; з) — ТМ-63/20; и) — ТМ‑20/6*, ТМ-20/10*, ТМ-30/6*, ТМ-30/10*, ТМ‑50/6*; к) — ТМ-400/10; л) — ТМ-630/35, ТМ‑630/20-35; м) — ТМ-1000/35,ТМ-1600/35; н) — ТМ-160/35, ТМ‑250/35, ТМ-400/35; о) — ТМ-250/6-10
Продолжение приложения 1
Технические характеристики силовых масляных трансформатров с естественным охлаждением
Тип |
Номинальная мощность Р, кВА |
Номинальное напряжение, кВ |
Потери энергии, кВт |
Размеры бака, мм |
||||
ВН |
НН |
Рх.х. |
Рк.з. |
длина А |
ширина В |
высота Н |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
ТМ-20/6* |
20 |
6,3 |
0,4 |
0,18 |
0,6 |
920 |
780 |
815 |
ТМ-20/10* |
20 |
10 |
0,4 |
0,22 |
0,6 |
1170 |
600 |
830 |
ТМ-25/6 |
25 |
6,3 |
0,4; 0,23 |
0,105-0,125 |
0,6-0,69 |
1120 |
440 |
775 |
ТМ-25/10 |
25 |
10 |
0,4; 0,23 |
0,105-0,125 |
0,6-0,69 |
1120 |
440 |
775 |
ТМ-30/6* |
30 |
6,3 |
0,4 |
0,25 |
0,85 |
970 |
800 |
885 |
ТМ-30/10* |
30 |
10 |
0,4 |
0,3 |
0,85 |
1070 |
600 |
905 |
Т |
40 |
6,3 |
0,23 |
0,24 |
0,88 |
1075 |
465 |
815 |
ТМ-40/10 |
40 |
10 |
0,4 |
0,15-0,18 |
0,88-1,0 |
1075 |
465 |
815 |
ТМ-50/6* |
50 |
6,3 |
0,525 |
0,35 |
1,325 |
1060 |
835 |
1000 |
ТМ-63/6 |
63 |
6,3 |
0,4; 0,23 |
0,36 |
1,28-1,47 |
1075 |
530 |
945 |
ТМ-63/10 |
63 |
10 |
0,4; 0,23 |
0,22; 0,265 |
1,28-1,47 |
1075 |
530 |
945 |
ТМ-63/20 |
63 |
20 |
0,4; 0,23 |
0,245; 0,29 |
1,28-1,47 |
992 |
775 |
1160 |
ТМ-100/10* |
100 |
10 |
0,525 |
0,73 |
2,4 |
1300 |
890 |
1130 |
ТМ-100/6 |
100 |
6,3 |
0,4; 0,23 |
0,31-0,365 |
1,97-2,27 |
1150 |
800 |
1005 |
ТМ-100/10 |
100 |
10 |
0,4; 0,23 |
0,31-0,365 |
1,97-2,27 |
1150 |
800 |
1005 |
ТМ-100/35 |
100 |
20; 35 |
0,4; 0,23 |
0,39-0,465 |
1,97-2,27 |
1190 |
895 |
1420 |
ТМ-160/6-10 |
160 |
6,3; 10 |
0,4; 0,23 |
0,46-0,54 |
2,65-3,1 |
1210 |
1000 |
1150 |
ТМ-160/35 |
160 |
35 |
0,23; 0,4 |
0,56-0,66 |
2,65-3,1 |
1400 |
1000 |
1600 |
ТМ-180/6* |
180 |
6,3 |
0,525 |
1 |
4,0 |
1620 |
1050 |
1070 |
М-40/6
,0Продолжение приложения 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
ТМ-180/10* |
180 |
10 |
0,525 |
1,2 |
4,1 |
1570 |
910 |
1220 |
|
ТМ-180/35* |
180 |
35 |
10,5 |
1,5 |
4,1 |
2340 |
1060 |
1375 |
|
ТМ-250/10 |
250 |
10 |
0,4; 0,23 |
1,05 |
3,7-4,2 |
1265 |
1040 |
1225 |
|
ТМ-250/35 |
250 |
35 |
0,23; 0,4 |
0,96 |
3,7-4,2 |
1450 |
1250 |
1655 |
|
ТМ-320/6* |
320 |
6,3 |
0,525 |
1,6 |
6,07 |
1860 |
1210 |
1220 |
|
ТМ-320/10* |
320 |
10 |
0,525 |
1,9 |
6,2 |
1860 |
1210 |
1220 |
|
ТМ-320/35* |
320 |
35 |
10,5 |
2,3 |
6,2 |
2390 |
1390 |
1450 |
|
ТМ-400/35 |
400 |
35 |
0,23; 0,4 |
1,15-1,35 |
5,5-5,9 |
1650 |
1350 |
1750 |
|
ТМ-560/10* |
560 |
10 |
0,525 |
2,5 |
9,4 |
2270 |
1390 |
1450 |
|
ТМ-560/35* |
560 |
35 |
10,5 |
3,35 |
9,4 |
2380 |
1270 |
1690 |
|
ТМ-630/35 |
630 |
20; 35 |
0,4; 0,69 |
1,7-2,0 |
7,6 |
2060 |
1300 |
2000 |
|
Т |
750 |
10 |
0,525 |
4,1 |
11,9 |
2405 |
1520 |
1710 |
|
ТМ-1000/10* |
1000 |
10 |
6,3 |
4,9 |
15,0 |
2570 |
1660 |
1810 |
|
ТМ-1000/35* |
1000 |
35; 20 |
10,5 |
5,1 |
15,0 |
2810 |
1670 |
2040 |
|
ТМ-1000/35 |
1000 |
20 |
0,4; 10,5 |
2,35-2,75 |
12,2-11,6 |
2570 |
1500 |
1850 |
|
ТМ-1000/35А |
1000 |
35 |
0,4; 10,5 |
2,35-2,75 |
10,6 |
2570 |
1595 |
1850 |
|
ТМ-1600/35 |
1600 |
35 |
0,69; 10,5 |
3,1-3,65 |
18; 16,5 |
2620 |
1580 |
2150 |
|
М-750/10*
Приложение 3
Физические свойства сухого воздуха при В = 760 мм. рт. ст. [6]
t, С |
, кг/м3 |
102, Вт/м ∙ К |
а 106, м2 /с |
106, Н с /м2 |
106, м2 /с |
Pr |
|
–50 |
1,584 |
2,04 |
12,7 |
14,6 |
9,23 |
0,728 |
|
–40 |
1,515 |
2,12 |
13,8 |
15,2 |
10,04 |
0,728 |
|
–30 |
1,453 |
2,20 |
14,9 |
15,7 |
10,80 |
0,723 |
|
–20 |
1,395 |
2,28 |
16,2 |
16,2 |
12,79 |
0,716 |
|
–10 |
1,342 |
2,36 |
17,4 |
16,7 |
12,43 |
0,712 |
|
0 |
1,293 |
2,44 |
18,8 |
17,2 |
13,28 |
0,707 |
|
10 |
1,247 |
2,51 |
20,0 |
17,6 |
14,16 |
0,705 |
|
20 |
1,205 |
2,59 |
21,4 |
18,1 |
15,06 |
0,703 |
|
30 |
1,165 |
2,67 |
22,9 |
18,6 |
16,00 |
0,701 |
|
40 |
1,128 |
2,76 |
24,3 |
19,1 |
16,96 |
0,699 |
|
50 |
1,093 |
2,83 |
25,7 |
19,6 |
17,95 |
0,698 |
|
60 |
1,060 |
2,90 |
27,2 |
20,1 |
18,97 |
0,696 |
|
70 |
1,029 |
2,96 |
28,6 |
20,6 |
20,02 |
0,694 |
|
80 |
1,000 |
3,05 |
30,2 |
21,1 |
21,09 |
0,692 |
|
90 |
0,972 |
3,13 |
31,9 |
21,5 |
22,10 |
0,690 |
|
100 |
0,946 |
3,21 |
33,6 |
21,9 |
23,13 |
0,688 |
|
120 |
0,898 |
3,34 |
36,8 |
22,8 |
25,45 |
0,686 |
|
140 |
0,854 |
3,49 |
40,3 |
23,7 |
27,80 |
0,684 |
|
160 |
0,815 |
3,64 |
43,9 |
24,5 |
30,09 |
0,682 |
|
180 |
0,779 |
3,78 |
47,5 |
25,3 |
32,49 |
0,681 |
|
200 |
0,746 |
3,93 |
51,4 |
26,0 |
34,85 |
0,680 |
|
250 |
0,674 |
4,27 |
61,0 |
27,4 |
40,61 |
0,677 |
|
300 |
0,615 |
4,60 |
71,6 |
29,7 |
48,33 |
0,674 |
|
350 |
0,566 |
4,91 |
81,9 |
31,4 |
55,46 |
0,676 |
|
400 |
0,524 |
5,21 |
93,1 |
33,0 |
63,09 |
0,678 |
|
500 |
0,456 |
5,74 |
115,3 |
36,2 |
79,38 |
0,687 |
|
Приложение 4
Физические свойства трансформаторного масла в зависимости от температуры [5]
t, С |
, кг/м3 |
СР, кДж/кг К |
, Вт/м К |
106, м2/с |
104, К–1 |
Pr |
0 |
892,5 |
1,549 |
0,1123 |
70,5 |
6,80 |
866 |
10 |
886,4 |
1,620 |
0,1115 |
37,9 |
6,85 |
484 |
20 |
880,3 |
1,666 |
0,1106 |
22,5 |
6,90 |
298 |
30 |
874,2 |
1,729 |
0,1098 |
14,7 |
6,95 |
202 |
40 |
868,2 |
1,788 |
0,1090 |
10,3 |
7,00 |
146 |
50 |
862,1 |
1,846 |
0,1082 |
7,58 |
7,05 |
111 |
60 |
856,0 |
1,905 |
0,1072 |
5,78 |
7,10 |
87,8 |
70 |
850,0 |
1,964 |
0,1064 |
4,54 |
7,15 |
71,3 |
80 |
843,9 |
2,026 |
0,1056 |
3,66 |
7,20 |
59,3 |
90 |
837,8 |
2,085 |
0,1047 |
3,03 |
7,25 |
50,5 |
100 |
831,8 |
2,144 |
0,1038 |
2,56 |
7,30 |
43,9 |
110 |
825,7 |
2,202 |
0,1030 |
2,20 |
7,35 |
38,8 |
120 |
819,6 |
2,261 |
0,1022 |
1,92 |
7,40 |
34,9 |
Приложение 5
Значения постоянных в уравнении Nu = c (GrжPrж)n (теплоотдача при свободной конвекции)
Условия теплоотдачи |
c |
n |
Определяющий размер |
Вертикальная пластина и труба: GrPr = 103…109 GrPr > 109 |
0,8 0,15 |
0,25 0,33 |
высота пластины или длина трубы |
Горизонтальная труба: 10–3≤ GrPr ≤ 103 103≤ GrPr ≤ 108 |
1,18 0,5 |
0,125 0,25 |
диаметр трубы |
Горизонтальная пластина при ламинарном режиме: – охлаждение сверху – охлаждение снизу |
0,54 0,27 |
0,25 0,25 |
короткая сторона пластины |
Приложение 6