Тепловой расчет трансформатора

Тепловой расчет обмоток

Внутренний перепад температуры является перепадом в изоляции одного провода и определяется по формуле как элементарный перепад для теплового потока постоянной величины:

.

где — толщина изоляции провода на одну сторону, равна 0,225· 10−3 м;

— теплопроводность материала изоляции витков, равная 0,17 ;

— плотность теплового потока на поверхности обмотки.

Обмотка НН:

.

Обмотка ВН.

.

Перепад температуры на поверхности обмоток:

Обмотка НН:

.

Обмотка ВН.

.

Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу Обмотка НН:

.

Обмотка ВН.

.

Тепловой расчет бака

В соответствии с мощностью трансформатора выбираем конструкцию гладкого бака с навесными радиаторами с гнутыми трубами.

Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака. До окончательной разработки конструкции внешние габариты прессующих балок принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.

Минимальная ширина бака трансформатора определяется по формуле:

.

где — размеры, показанные на рис. 19.

— изоляционное расстояние от изолированного отвода обмотки ВН (внешней) до собственной обмотки; .

— расстояние от прессующей балки ярма до отвода с .

— изоляционное расстояние от неизолированного или изолированного отвода обмотки НН до обмотки ВН; кВ.

— изоляционное расстояние от отвода НН до стенки бака; кВ.

— размер неизолированного отвода НН (шины).

— диаметр изолированного отвода обмотки ВН при классах напряжения 10 и 35 кВ.

.

принимаем = 0,64 м.

Длинна бака.

.

Высота активной части.

.

где — толщина подкладки под нижнее ярмо принимается раной 0,05 м Общая глубина бака:

м,.

где — расстояние от верхнего ярма трансформатора до крышки бака принимается равным 0,16 м.

Для установки этих радиаторов глубина бака должна быть принята.

.

где и — минимальные расстояния осей фланцев радиатора от нижнего и верхнего срезов стенки бака соответственно 0,085 и 0,1 м.

Допустимое среднее превышение температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки НН.

.

Найденное среднее превышение температуры масла может быть допущено, т.к. превышение температуры масла в верхних слоях в этом случае.

.

Принимая предварительно перепад температуры на внутренней поверхности стенки бака и запас 2 °C, находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха.

.

Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака.

м2,.

Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами.

Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения.

м2.

Поверхность конвекции составляется из:

? поверхности гладкого бака ;

? поверхности крышки бака:

где 0,16 — удвоенная ширина верхней рамы бака; коэффициент 0,5 учитывает закрытие поверхности крышки вводами и арматурой.

Поверхность конвекции радиаторов.

.

Поверхность конвекции радиатора, приведенная к поверхности гладкой стенки.

.

Необходимое число радиаторов.

.

Принимаем.

.

Поверхность конвекции бака.

Поверхность излучения принимаем.

.

Среднее превышение температуры наружной поверхности трубы над температурой воздуха.

Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой внутренней поверхности стенки трубы.

.

Превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха.

.

Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой воздуха.

.

Превышение средней температуры обмоток над температурой воздуха:

Обмотка НН:

.

Обмотка ВН.

.

Превышения температуры масла в верхних слоях и обмоток лежат в пределах допустимого нагрева по ГОСТ 11 677–85.