Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Охлаждающие устройства масляных трансформаторов

Тепловой расчет гладкого и трубчатого баков - Охлаждающие устройства масляных трансформаторов

Оглавление
Охлаждающие устройства масляных трансформаторов
Способы увеличения отвода тепла баком трансформатора
Способы увеличения отвода тепла
Геометрическая и эффективная теплоотдающая поверхности
Баки трансформаторов
Баки с круглыми охлаждающими трубами
Баки с овальными трубами
Волнистые баки
Тепловой расчет гладкого и трубчатого баков
Радиаторы с круглыми трубами
Радиаторы с овальными трубами
Другие конструкции радиаторов
Охлаждение трансформаторов с радиаторами, обдуваемыми вентиляторами
Другие конструкции принудительного воздушного охлаждения трансформаторов
Автоматическое управление принудительным воздушным охлаждением
Тепловой расчет радиаторного бака
Схема охлаждения
Аппараты системы охлаждения
Тепловой расчет системы водо-масляного охлаждения трансформаторов
Воздушно-масляное циркуляционное охлаждение трансформаторов
Конструкция охладителей и аппаратов системы
Расчет воздушно-масляной циркуляционной системы охлаждения
Сравнение различных систем охлаждения трансформаторов

Тепловой расчет бака сводится к определению его эффективной охлаждающей поверхности. Величина охлаждающей поверхности должна быть такой, чтобы она была в состоянии отвести в окружающий воздух определенное количество тепла, образующегося при работе трансформатора при заданном превышении температуры масла, обмоток и других частей трансформатора.
Среднее превышение температуры масла определяется предельными допустимыми величинами превышений температур обмоток, магнитопровода и верхних слоев масла над воздухом. Эти величины для масляных силовых трансформаторов установлены ГОСТ 401-41 и обязательны только для режима длительно установившейся нагрузки. Они приведены в § 4.
Определение расстояния от обмотки до стенки бака
Рис. 14. Определение расстояния от обмотки до стенки бака.
Прежде чем приступить к расчету бака, выбирают приблизительно тип бака в зависимости от мощности трансформатора (гладкий бак, бак с трубами и т. д.). После выбора типа бака определяют его минимальные внутренние размеры: в плане они определяются заданными внешними габаритными размерами активной части (обмоток и магнитопровода) и минимально необходимыми изоляционными расстояниями от обмоток и отводов до стенок бака. На рис. 14 и 15 показан пример определения изоляционных расстояний между обмотками, отводами и стенкой бака, а также минимальных внутренних размеров бака. Изоляционные расстояния между элементами активной части трансформатора и стенкой бака определяются в соответствии с классом изоляции (рабочим напряжением) обмотки высшего напряжения (ВН) 6; 10; 35 кВ и т. д. Подробнее об этом см. [Л. 6]. На рис. 14 и 15 даны буквенные обозначения размеров для определения длины, ширины и высоты бака по формулам (10) — (12). Минимальная длина бака определяется по формуле
A=Q.C+D"2+2s5, см,          (10)
где С — расстояние между осями обмоток. Минимальная ширина
B=D"2+sl + s2+dl+s3+si+d2, см.  (11)
Высота бака определяется высотой активной части и минимальным расстоянием от верхнего ярма магнитопровода до крышки бака, обеспечивающим размещение нижних частей проходных изоляторов, отводов и переключателей, а также классом изоляции обмотки ВН.
определение основных размеров бака
Рис. 15. К определению основных размеров бака.
Таким образом, высота бака равна;
Н = Нв + Ня.„, см,   (12)
где Нв = 1с+21гя+п.
Минимальные расстояния от ярма до крышки бака в зависимости от классов изоляции приведены в табл. 2.
Таблица 2


Класс напряжения обмотки ВН, к8

Минимальные расстояния от ярма до крышки Ня к, см

6

27,0

10

30,0

35

47,0

110

50,0

Расстояние от ярма до крышки, выбранное по классу изоляции, может быть увеличено, если по условиям охлаждения необходимо увеличить высоту бака. Обычно это расстояние берется примерно в 2 раза большим, чем выбранное по табл. 2.
Следующим пунктом теплового расчета бака является определение среднего превышения температуры масла над температурой воздуха по формуле
(13)
где в0 — предельное превышение температуры обмотки над температурой воздуха, равное 70° С по ГОСТ 401-41;
То — расчетное превышение температуры обмотки над температурой масла, т. е. 8м.ср=70о—т0.
т0 берется большее из двух значений, подсчитанных для обмоток ВН и НН.
По определяемому в соответствии с формулой (13) среднему превышению температуры масла над температурой воздуха находят допустимую удельную тепловую нагрузку.
Удельная тепловая нагрузка бака определяется для естественного охлаждения по кривой, представленной на рис. 16. Уравнение этой кривой выражается следующим образом:
(14)
В зависимости от соответствующей удельной тепловой нагрузки бака определяется необходимая минимальная эффективная (теплоотдающая) поверхность бака.
Определение минимальной эффективной поверхности производится следующим образом: удельная тепловая
Кривая зависимости среднего превышения температуры масла над температурой воздуха
Рис. 16. Кривая зависимости среднего превышения температуры масла над температурой воздуха от удельной тепловой нагрузки бака при естественном охлаждении.
нагрузка представляет собой потери, приходящиеся на 1 м2 эффективной поверхности, поэтому она может быть представлена выражением
(15)
где Р — полные потери трансформатора, вт;
5Эф — эффективная поверхность бака, м2; отсюда
(16)
После этого выбирается окончательная конструкция бака и затем подсчитывается его фактическая теплоотдающая поверхность: для гладкого бака — по формуле (9а), для трубчатого бака — по формуле (96).
Затем уточняется среднее превышение температуры масла по фактической теплоотдающей поверхности бака.
б.ч.ср подсчитывается следующим образом: в формулу (15) вместо предварительно выбранной по формуле
(16) эффективной поверхности SЭф подставляется фактическая эффективная теплоотдающая поверхность бака, подсчитанная по формулам (9а) и (96), и определяется действительная удельная тепловая нагрузка, а затем

Рис. 17. К определению поправки на относительное смещение по высоте центра потерь и центра охлаждения трансформатора.
по кривой рис. 16 определяется окончательное среднее превышение температуры масла бм.ср.
Далее рассчитывается превышение температуры верхних слоев масла. Этот расчет производится по следующим формулам:
для гладкого бака 9В.С.М = 1,2вм.сР, °С;       (17)
для трубчатого бака — 8„.с.м = 1,2 6м.ср + ^»
где 6 — поправка на относительное смещение по высоте центра потерь и центра охлаждения трансформатора, которая находится по кривой на рис. 17. Приблизительно можно считать, что центр потерь находится на половине высоты активной части, а центр охлаждения — на половине длины охлаждающих труб на баке трансформатора. Так как бак имеет большую высоту, чем активная часть, то центры потерь и охлаждения смещены по высоте друг относительно друга.
Поправку на это смещение и дает кривая на рис. 17, полученная экспериментальным путем.
Коэффициент 1,2, полученный также экспериментальным путем, показывает, что превышение температуры верхних слоев масла на 20% выше среднего превышения температуры.
Полученное значение превышения температуры верхних слоев масла над воздухом 8В с.м не должно превосходить 60° С согласно ГОСТ 401-41. Если 6в.с.м превосходит 60° С, то в этом случае необходимо увеличить поверхность бака, причем предпочтительно это делать за счет увеличения его высоты, а не размеров в плане. Поверхность бака при этом будет возрастать прямо пропорционально увеличению линейных размеров.
Определение 0м.ср, в.с.м и 6 рекомендуется производить с точностью до 0,5° С.



 
« Организация ремонта и технического обслуживания оборудования   Переключения в электроустановках 0,4-10 кВ распределительных сетей »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.