Нагрев трансформаторов при неравномерном графике нагрузки

При неравномерном графике нагрузки трансформатора его тепловой режим непрерывно изменяется, причем законы изменения температуры масла и температуры обмотки отличаются друг от друга, что объясняется их различной теплоемкостью и другими физическими факторами.

Пусть имеется двухступенчатый график нагрузки трансформатора (рис. 4.6, а).Превышение температуры масла (индексы «м» опущены) в верхних слоях можно исходя из рис. 4.6, б записать следующим образом:

Рис. 4.6. Нагрев масла трансформатора при многоступенчатом графике.

нагрузки:

а — график нагрузки; б — изменение температуры масла где 0|_У, 0_2у, 0_3у — установившиеся превышения температуры масла в верхних слоях соответственно при нагрузках трансформатора 5|, S₂, S^, Т — постоянная времени нагрева трансформатора; Д/ — промежуток времени нагрева при нагрузке 5 трансформатора.

Постоянная времени нагрева трансформатора равна отношению его полной теплоемкости CV к полной теплоотдаче Q_on, которая в свою очередь равна отношению суммарных потерь в стали и меди трансформатора к установившемуся превышению температуры масла в верхних слоях 0_м._уст."_Ом> т. е.

Для трансформаторов с медной обмоткой.

для трансформаторов с алюминиевой обмоткой.

где С₀ — масса обмотки, т; (7_6р — масса бака с радиаторами или охладителями, т; G_M — масса масла, т; G_mm — масса магнитопровода, т.

Ориентировочно постоянные времени нагрева трансформаторов можно принять по табл. 4.1. Их значения мало измеряются от конструкции к конструкции, так как определяются массами сердечника и обмотки.

Для определения температуры масла при многоступенчатом графике нагрузки трансформатора (рис. 4.7) необходимо в общем случае составить систему из п уравнений (где п — число ступеней графика), аналогичную (4.4), и решить ее при условии, что 0″ = 0_О.

Решение такой системы позволяет найти начальное превышение температуры масла 0_О и превышение температуры масла 0_Z в конце любой ступени х-

Таблица 4.1.

Постоянные времени нагрева различных трансформаторов (ГОСТ 14 209−69).

где Kj = е^,/т; /,• — интервал времени от начала графика нагрузки до конца /-й ступени; 0^у — установившееся превышение температуры масла в верхних слоях при неизменной нагрузке, равной нагрузке /-го интервала; п — число ступеней графика нагрузки.

Постоянная времени нагрева обмотки значительно меньше постоянной времени нагрева трансформатора и составляет несколько минут. Поэтому можно считать, что температура обмотки в наиболее нагретой точке в моменты ступенчатого изменения нагрузки меняется также скачком от одного установившегося значе;

Рис. 4.8. Нагрев масла и обмотки Рис. 4.7. Нагрев масла трансформатрансформатора в наиболее нагретора при многоступенчатом графике той точке при двухступенчатом нагрузки графике нагрузки.

ния к другому, а далее изменяется соответственно изменению температуры масла (рис. 4.8).

Значение добм.н.и.т определяется по выражению (4.3).