Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу

обмотки НН

обмотки ВН

Тепловой расчет бака

В соответствие с мощностью трансформатора выбираем Бак с навесными радиаторами. с прямыми трубами . Число рядов труб выбирается обычно от одного до четырех в зависимости от необходимой по расчету поверхности конвекции. Увеличение числа рядов труб свыше четырех значительно ухудшает теплоотдачу внутреннего ряда труб. Соседние трубы разных рядов располагаются одна над другой. Расположение труб в шахматном порядке менее выгодно, т.к. при этом затрудняется движение воздуха и уменьшается теплоотдача. Все трубы имеют радиус изгиба R. Трубы могут быть круглого сечения или овального. Шаги труб в рядах t_Т и между рядами t_р могут быть различными. Применение овальных труб позволяет разместить в ряду большее число труб и обеспечить нормальную теплоотдачу бака при одном – двух рядах труб там, где трубы круглого сечения приходится располагать в два – три ряда.

Определение основных размеров бака

Минимальная ширина бака

по т. 4.11, т. 4.12 определяем изоляционные расстояния;

– изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до собственной обмотки, для отвода с , покрытием 4 мм

– расстояние от изолированного отвода обмотки ВН до стенки бака, для отвода;

– изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН;

- изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака;

– диаметр изолированного отвода обмотки ВН при классах напряжения 10 кВ;

– диаметр изолированного отвода обмотки НН при классах напряжения 10 кВ.

Длина бака

.

Высота активной части

,

где – толщина изоляции под нижнее ярмо;

– высота ярма;

– длина стержня.

Принимаем расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над ярмом переключателя ответвлений обмотки ВН по т. 9.5 .

Глубина бака .

Для должной поверхности охлаждения используем бак навесными радиаторами с прямыми трубами . Трубы круглые диаметром 51 мм, толщиной стенки 1,5 мм.

Число рядов для – 3 ряда, поперечное сечение трубы 1810 мм2, поверхность 1 м, 0,16 м2, масса металла в 1 м 1,82 кг, масса масла в трубе 1,63 кг. Шаг между трубами 75 мм, в ряду 70 по т. 9.7.

Прямой участок для внутреннего труб, для второго ряда , третьего – при . По т. 9.8 , при .

Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки HН

Найденное среднее значение превышения может быть допущено, так как превышение масла в верхних слоях в этом случае

Принимая предварительно перепад температуры на внутренней стенке бака и запас находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха

.

Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения

,

где – поверхность излучения бака с трубами

Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака:

П_К.ГЛ = H_Б · [2 · (A - B) + π · B] = 1.2· [2 · (1,55 - 0,74) + π · 0,74] = 4.732 м².

Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами по (9.35):

П_И = k · П_К.ГЛ = 1,5 · 4,732 = 7.09м².

Поверхность крышки бака:

где – площадь крышки бака.

Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака:

.

Поверхность конвекции радиаторов:

∑П_К.Р = 24.29 – 4.76- 0,67 = 18,88 м².

Поверхность конвекции радиатора, приведенная к поверхности гладкой стенки (табл. 9.6[1]):

П_К.Р = П_ТР · k_Ф + П_К.К = 4.9 · 1,24 + 0,34*1= 8.34 м².

Необходимое число радиаторов:

N=18.8/6.34=3 приблизительно

Принимаем 3 радиатора.

Поверхность конвекции бака

, где ,

.

Поверхность излучения:

П_И = 33,963 м².

Определение превышения температуры масла и обмоток над температурой охлаждающего воздуха.

Среднее превышение температуры стенки бака над температурой окружающего воздуха.

, при ;

Превышение температуры масла над температурой воздуха

;

где ,

.

Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха

, при .

Превышение средней температуры обмотки над температурой воздуха

, , .

Для обмотки НН: ,

.

Для обмотки ВН: ,

.

Превышение температуры масла в верхних слоях и обмоток , лежат в пределах допустимого нагрева.

Приближенное определение массы масла трансформатора

Объем бака

.

Объем активной части приближенно

,

= 5500 кг/м³ – средняя плотность активной части для трансформаторов с медными обмотками.

Объем масла в баке .

Масса масла в баке в баке по т. 9.7.

Масса масла в радиаторах Gмр=46*3=138кг по т. 9.7.

Общая масса масла .

Расчёт массы трансформатора

Масса бака трансформатора, кг:

Gб=7850(Пгл+2П_К.Р)*q

Где q=0.0009 м – толщина стенки бака

Gб=40.63кг

Масса радиаторов ,кг

Gp=3*Gст=3*67.14=201.42

Масса трансформатора

Gт=201.42+867+40.63+546.7+1420.22=3075.97

Список используемой литературы .

1)Методическое пособие 1509-Проектирование силового трансформатора с масляным охлаждением.

2) Книга Тихомирова П.М. «Расчет трансформаторов», Энергоатомиздат, 1986 г.