6.4. Расчет необходимой и реальной поверхности охлаждения

Теплопередача «бак – воздух» осуществляется путем конвекции и лучеиспускания (излучения). В предварительном расчете поверхность излучения для трансформаторов с номинальной мощностью более 50 кВ·А

(6.18)

где – поверхность конвекции гладкой части бака.

В свою очередь поверхность конвекции гладкой части бака может быть определена по найденным выше размерам овального бака трансформатора, м²:

(6.19)

где – поверхность крышки, м² ,

(6.20)

Размеры бака в формулах (6.19) и (6.20) подставляются в миллиметрах, крышка бака берется больше его ширины на 160 мм (2  80) – для размещения крепежных болтов и уплотнительного кольца.

Допустимое превышение температуры обмоток над воздухом для класса термостойкости изоляции А составляет 65^оС, отсюда допустимый перепад температуры «масло – воздух», ^оС,

(6.21)

при этом берется наибольшее из найденных по формуле (6.17) значений .

Расчет перепада температуры «бак – воздух» зависит от выполнения условия: , 60^оС,

если оно выполняется,

если не выполняется,

Превышение температуры «масло – бак» (5 – 6) ^оС.

Необходимая для успешного охлаждения трансформатора поверхность конвекции определяется выражением, м²:

(6.22)

Полученную по формуле (6.22) величину нужно сравнить с найденной ранее поверхностью гладкой части бака. Для заданного диапазона мощностей обычно оказывается, что поверхности гладкой части бака недостаточно для эффективного охлаждения трансформатора. Дополнительная поверхность охлаждения может быть получена с использованием волн, труб и навесных радиаторов (охладителей). В настоящее время наибольшее распространение находят баки с навесными радиаторами. Конструкции последних могут быть разнообразными: с прямыми или гнутыми трубами, круглого или овального сечения. Основные технические данные радиаторов с гнутыми трубами Запорожского трансформаторного завода и с прямыми трубами завода «Уралэлектротяжмаш» приведены в табл. 6.1 и 6.2.

Т а б л и ц а 6.1

Основные технические данные радиаторов

с гнутыми трубами

Размер А, мм	Одинарный радиатор		Двойной радиатор
	, м2	Вес масла, кг	, м2	Вес масла, кг
1880 2000 2285 2485 2685 3000 3250 3750 4000	11,45 12,1 13,55 14,55 15,6 17,2 18,45 21,0 22,3	205 215 236 249 264 285 302 337 352	22,9 24,15 27,05 29,1 31,15 34,35 36,9 42,0 44,6	276 291 321 341 362 393 418 469 492
, м2	0,72		0,66

При выполнении курсовой работы студенты могут воспользоваться данными по любой иной конструкции (со ссылкой на источник) или сконструировать охладители самостоятельно.

Основанием для выбора того или иного типа радиаторов служат поверхность охлаждения одного радиатора (с учетом поверхности патрубков и коллекторов) и расстояние между осями верхнего и нижнего патрубков для соединения с баком трансформатора .

Размер находится по известной высоте (глубине) бака, мм:

, (6.23)

где 340 мм – технологический запас. По данному размеру подбирается радиа-тор и рассчитывается необходимое количество радиаторов:

(6.24)

г де – коэффициент формы, равный 1,26 для радиаторов с трубами овального сечения, и 1,4 – с трубами круглого сечения; при использовании обдува радиаторов .

Рис. 6.2. Размеры охладителей

Необходимо обязательно проверить возможность размещения найденного по формуле (6.24) числа радиаторов на баке трансформатора. С этой целью на миллиметровой бумаге вычерчивается в масштабе бак и располагаются

симметрично (по возможности) выбранные охладители, размеры которых приведены на рис. 6.2. Минимальное допустимое расстояние между трубами соседних одинарных радиаторов – 100 мм, двойных – 160 мм, такое же расстояние допускается между краями коробчатых коллекторов охладителей завода «Уралэлектротяжмаш».

Если радиаторы данной конструкции не размещаются на баке, следует выбрать другую конструкцию или несколько увеличить высоту бака так, чтобы появилась возможность выбрать другой радиатор с большей поверхностью охлаждения. В некоторых случаях для уменьшения числа радиаторов бывает целесообразным усилить интенсивность охлаждения путем использования принудительного обдува радиаторов.

Т а б л и ц а 6.2