6 Тепловий розрахунок трансформатора

1. Тепловий розрахунок обмоток

Тип баку силового масляного трансформатору – бак с гладкими стінками таб.9.4 [1].

6.1.1 Внутрішній перепад температури в обмотці НН, ⁰C:

,

де δ – товщина ізоляції провода на один бік, м;

λ_из – щільність теплового потока, Вт/м²

6.1.2 Перепад температури в обмотці НН, ⁰C:

для циліндричних обмоток, що не мають радіальних (горизонтальних) каналів, а також при осьових (вертикальних) каналах шириною не менш чим [I, таб.9.2,а]

6.1.3 Середнє перевищення температури обмотки HH над температурою масла,⁰C:

6.1.4 Внутрішній перепад температури в обмотці ВН, ⁰C:

о бмотка циліндрична з круглого проводу

д е p – втрати 1м³ обсягу обмотки, Вт/м³:

де Кр – 2,71 для алюмінію;

d_м.с. – товщина межслойної ізоляції [I, таб.4.7];

l_ср. – середня теплопровідність обмотки, Вт/м×°C;

l_мс – теплопровідність міжшарової ізоляції по [I, таб.9.1];

6 .1.5 Перепад температури у ОВН під температурою масла, ⁰С:

6.1.6 Перепад температури на поверхні ВН, ⁰С:

6 .1.7 Допустиме перевищення температури масла над повітрям, ⁰С:

6 .1.8 Допустиме перевершення температурі стінки бака над температурою повітря, ⁰С:

де - перепад температури між маслом та стінкою бака 5 – 6

Ця температура не перевищує 55^оС.

6 .1.9 Температура масла в верхніх слоях, ⁰С:

6.2 Тепловий розрахунок баку.

Через те, що втрати в трансформаторі зв'язані з його потужністю, то при виборі конструкції баку необхідно орієнтуватися на потужність трансформатора табл. 9.4[1]:

S₁ - ізоляційна відстань від відводу ОВН до власної обмотки і рівна

йому відстань S₂ до стінки баку по табл. 4.11[1];

d₁ – діаметр ізольованого відводу ОВН при d₁= d₂=20 мм ;

S₃=33мм – відстань від відводу ОНН до ОВН по табл. 4.12[1];

S₄=28мм – відстань від відводу ОНН до стінки бака по табл. 4.11[1];

d₂ – діаметр ізольованого відводу ОНН рівний d₁.

Визначення цих відстаней виробляється окремо для відводів сторони ВН і НН.

Рисунок 6.1 - До визначення основних розмірів бака

6.2.1 Мінімальна ширина баку, м:

B = D₂``+(S₁ + S2 +d₁+S₃+S₄+d₂)10^-3

B = 0,373 + (22 + 20 + 20 + 33 + 28 + 20) × = 0,518м

6.2.2 Мінімальна довжина баку, м:

A=2C + D₂^” + 2S₅ = 2×0,383 + 0,373+ 2×0,033 = 1,302м;

S₅ =0,033 м;

де C – відстань між вісями стрижнів, м;

D₂^’’– зовнішній діаметр ОВН, м;

S₅ – відстань від зовнішньої поверхні ОВН до стінки бака.

6.2.3 Висота активної частини трансформатора, м:

H_ач =l_c+2h_я+n =0,825 + 2×0,195 + 0,04 =1,25 м;

де n – товщина підкладки під нижнє ярмо, 30 - 50 мм.

6.2.4 Загальна глибина баку, м:

Н_б = Н_ач + Н_як = 1,25 + 0,16 = 1,41 м;

де H_як – відстань від верхнього ярма до кришки баку, визначається по

таб.9.5[I]

Бак з навісними радіаторами.

6.2.5 Габаритные размеры радиатора,м:

Приймаю радіатор розміром 1400 мм;

Відстань між вісями фланців: С1=0,085м; С2=0,1м;

Для установки цих радіатором висота повинна бути прийнята:

Н_б = А_р+С₁+С₂ = 1,41+0,085+0,1=1,585м

6.2.6 Поверхня конвекції гладкої стінки бака, м²:

6.2.7 Орієнтовна поверхня випромінювання бака с радіаторами, м²:

П_и = К×П_кгл = 1,45×5,067 = 7,347м²

де К- коефіцієнт враховуючий оснащення бака;

для бака с начепленими радіаторами він дорівнює 1,2 – 1,5;

8. Орієнтовна необхідна поверхня конвекції для заданого значення

, м²:

Поверхня конвекції сккладається:

• із поверхні гладкого бака ;

• поверхні кришки бака, м² ;

8. Поверхня конвекції радіаторів, м² ;

8. Поверхня конвекції радіаторів приведених к поверхні гладкої стінки, м²;

де K_ф = 1,344 (по таблиці 9.6);

П_тр ,П_к.к – визначаються по таблиці 9.9 и 9.10;

8. Необхідне число радіаторів:

Приймаю 5 радіатора.

6.2.12 Поверхня конвекції радіаторів, м²

6.2.13 Поверхня конвекції бака, м²;

де сумарна поверхня радіаторів;

6.2.14 Поверхня випромінювання визначається після виконання ескіза розташування радіаторів на стінках бака, м².

Рисунок 6.2 - До визначення периметру охолодження баку

2. Розрахунок перевищень температури обмоток і олії трансформатора

1. С ереднє перевищення температури стінки бака в порівнянні з температурою навколишнього повітря, ⁰С

де П`_и – реальний периметр випромінювання, визначений по ескізу с урахуванням розмірів радіаторів, м;

6.3.2 Середнє перевищення температури масла в близь стінки бака,⁰С:

6.3.3 Перевищення середньої температури масла в порівнянні з температурою повітря, ⁰С:

q_мв = q_мб + qбв = 5,18+31,72=36,91^оС;

6.3.4 Перевищення температури масла у верхніх шарах у порівнянні з температурою повітря, ⁰С,

q_мбв = 1.2 q_мв < 60 ⁰С = 1,2×36,91 = 44,29⁰С < 60⁰С

6.3.5 Перевищення середньої температури обмоток у порівнянні з температурою повітря, ⁰С:

Д ля ООН:

Для ОВН:

Перевищення температури масла у верхніх шарах q_мвв 60,81 < 65⁰С та обмоток q_ов 58,9 < 65⁰С лежать у межах припустимого нагрівання по ГОСТ 11677-85.