Тепловой расчет трансформатора

Перепады температуры на обмотках определяются по § 9.5; плотность теплового потока на поверхности обмоток — по § 7.1

обмотка НН

где число реек n_P=16,

ширина прокладок b_{п р} = 0,05 м;

обмотка ВН (основные катушки)

Внутренний перепад по (9.9)

обмотка ВН (основные катушки)

обмотка НН

Перепады на поверхности обмоток по (9.20)

обмотка НН

по тексту § 9.5 — для обеих обмоток k₁=0,9; k₂=1,1; для h_K/a=0,005/0,072=0,0695, по табл. 9.3 k₃=1,1;

обмотка ВН

k₂=1,0;для h_K/ a=0,005/0,077=0,065, по табл. 9.3 k_a=1,1.

Полные перепады температуры на обмотках

ВН

НН

Выбор основных размеров бака (по § 9.6). Выбираем конструкцию — гладкий бак с навесными трубчатыми радиаторами, обдуваемыми индивидуальными вентиляторами.

Ширина бака определяется из условия изоляции отводов от наружной обмотки ВН и стенок бака. Отвод ВН — шина из алюминия4,0X35,0 мм (на ток 240 А); толщина изоляции на сторону по табл. 4,1—2,0 мм; общая толщина отвода d₃₌4+2·2=8 мм; расстояние от отвода до гладкой стенки бака расстояние до прессующей балки ярма Отводы Н H — шины из алюминия такого же сечения, как и ВН, толщина изоляции на сторону 2,0 мм; общая толщина отвода d₄ = 8 мм. Расстояние отвода НН до обмотки ВН по табл. 4.12 ₃=50 мм;

Ширина бака

В_min=0,918+(108+78)·10^-3=1,104 м.

Принимаем B=1,14 м при центральном положении трансформатора в баке.

Длина бака

А=2·0,95+0,918+90·10^-3=2,998 м

(s₅ по табл. 4.12); s5=90 мм, принимаем A=3,0 м.

Высота активной части

Н_а,ч=1,62+2·0,465+0,05=2,6 м.

Глубина бака

Н_б=2,6+0,47=3,07 м;

H_я,к=0,47 м по табл. 9.9, принимаем H_б=3,1 м.

Периметр бака

Поверхность гладкого бака

П_ГЛ=7,3·3,1=22,6 м².

Поверхность излучения приближенно по (9.35)

П_И≈22,6·1,75=39,6 м².

Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха

Превышение температуры масла в верхних слоях

Среднее превышение температуры стенки бака над температурой воздуха

По (9.30) находим ориентировочное значение поверхности конвекции бака

Поверхность конвекции радиаторов вместе с поверхностью конвекции гладкого бака (П_К,ГЛ=22,6 м²) должна составлять 568,5 м², в том числе радиаторов 545,9 м². Расстояние между осями патрубков радиаторов

Выбираем восемь радиаторов с расстоянием между осями патрубков 2,685 м (по табл. 9.9), с поверхностью коллекторов 2·0,66=1,32 м². Поверхность конвекции одного радиатора при дутье (см. табл. 9.9)

П_К,ОХЛ=31,15·2,24+1,32·1,6=71,9 м².

Рис. 10.8. Трансформатор ТРД-16000/35. Эскиз расположения радиаторов по периметру бака

Поверхность конвекции бака с восемью радиаторами

П_К=22,6·1,0+3,55·0,5+8·71,9=599,58 м²;

П_К,КР=[(1,14+0,2)(3,0-1,14)+ 1,14²/4]=3,55 м².

Поверхность излучения (по рис. 10.8)

Периметр

Р_И=2(3,80+3,85)=15,3 м;

Поверхность

П_И=15,3·3,1=47,5 м².

Окончательный расчет превышения температуры обмоток и масла трансформатора (по § 9.7). Среднее превышение температуры стенки бака над температурой воздуха (по 9.42)

Превышение температуры масла над температурой стенки по (943)

Превышение температуры масла в верхних слоях над воздухом

Превышение температуры обмоток над воздухом

ВН 25,04+31,4+5,6=62,04<65⁰С;

НН 20,18+31,4+5,6=57,18<65⁰С.

Определение массы масла (по § 9.8). Объем бака

Объем активной части

Объем масла в баке

V_М,б=9,75-3,44=6,31 м³.

Масса масла в баке

G_М,б=900·6,31=5780 кг.

Масса масла в радиаторах

G_М,Р=8·362=2896 кг.

Общая масса масла

G_М=5780+2896=8676 кг.