7 Тепловой расчет трансформатора

Тепловой расчет трансформатора проводится после завершения электромагнитного и механического расчетов его обмоток и магнитной системы.

Перепады температуры на обмотках определяем по справочной литературе (см. [1], § 9.5, §7.1).

Внутренний перепад:

обмотка ВН (основные катушки)

где – плотность теплового потока,

– толщина изоляции провода на одну сторону, м (см. [1], рис. 9.9);

– теплопроводность изоляции провода,(см. [1], табл. 9.1);

обмотка НН

Перепады на поверхности обмоток:

обмотка НН

где - коэффициент, учитывающий скорость движения масла внутри обмотки

(см. [1], § 9.5),

– коэффициент, учитывающий затруднение конвекции масла;

– коэффициент, учитывающий влияние на конвекцию масла, берется в зависимости от отношения высоты и глубины канала, тогда(см. [1], табл. 9.3);

обмотка ВН

Полные перепады температуры на обмотках:

обмотка ВН

обмотка НН

7.1 Выбор основных размеров бака

При выборе конструкции бака для трансформатора главное внимание следует обратить на хорошую теплоотдачу, механическую прочность, простоту в изготовлении и по возможности меньший габарит.

Выбираем конструкцию - гладкий бак с радиаторами и прямыми трубами по рис. 9.16.

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.

Ширина бака:

Определение изоляционных промежутков от отводов до обмотки ВН и стенки бака следует производить в соответствии с указаниями, данными в гл. 4 (см.лит. [1]), учитывая производственные допуски в размерах частей трансформатора и толщину отвода.

(для отвода расстояние до стенки бака (см. [1], табл. 4.11));

(для отвода расстояние до прессующей балки ярма (см. [1], табл. 4.11));

(для отвода расстояние до стенки бака (см. [1], табл. 4.11));

(для отвода расстояние до прессующей балки ярма (см. [1], табл. 4.12));

принимаемпри центральном положении трансформатора в баке.

Длина бака:

Принимаем

Высота активной части:

где – толщина подкладки под нижнее ярмо.

Общая глубина бака определяется высотой активной части и минимальным расстоянием от верхнего ярма до крышки бака, обеспечивающим размещение внутренних частей проходных изоляторов, отводов и переключателей:

где – расстояние от верхнего ярма трансформатора до крышки бака (см. [1], табл. 9.9).

Для развития должной поверхности охлаждения целесообразно использовать радиаторы с прямыми трубами с расстоянием между осями фланцев (см.[1], табл. 9.9), с поверхностью труб

Для установки этих радиаторов глубина бака должна выть принята

принимаем

Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха при номинальной нагрузке:

Превышение температуры масла в верхних слоях:

где – поправочный коэффициент для баков с радиаторами.

Среднее превышение температуры стенки бака над температурой воздуха:

где – предварительный перепад температур на внутренней поверхности бака (запас).

Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака:

Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами:

где k– коэффициент, учитывающий отношение периметра поверхности излучения к поверхности гладкой части бака,(для бака с навесными радиаторами).

Ориентировочное значение поверхности конвекции бака:

Поверхность конвекции 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 4 радиаторов.

Поверхность конвекции бака с 4 радиаторами:

Поверхность излучения: