Тепловой расчет трансформатора

Работа трансформатора сопровождается нагревом, вызванным потерями, которые имеют место в обмотках, магнитопроводе и других конструктивных деталей. В связи с этим трансформатор должен обладать эффективной системой охлаждения препятствующей его перегреву.

8.1 Тепловой расчет обмоток Падение внутренней температуры в обмотках.

Обмотка НН:

Где Обмотка ВН:

Где.

Перепад температуры на поверхности обмотки.

Обмотка НН:

Обмотка ВН:

Среднее превышение температуры обмотки над температурой окружающего масла.

Обмотка НН:

Обмотка ВН:

8.2 Тепловой расчет бака конструкция бака выбирается с учетом ее хорошей теплоотдачи, прочности и простоты изготовления. Так как потери в трансформаторе, его нагрев и другие процессы связаны с мощностью трансформатора, то в выборе конструкции руководствуются именно этим параметром. По таблице 9,4 для проектируемого трансформатора была выбрана следующая конструкция:

Бак с гладкими стенками с радиаторами из гнутых труб.

Рис. 8 конструктивная схема трансформатора.

Согласно схеме Рис. 7 необходимо определить следующие расстояния:

S₁=50 мм — изоляционное расстояние от изолированного отвода ВН до обмотки;

S₂=S₁=50 мм — расстояние от отвода ВН до стенки бака;

d₁=20 мм — диаметр изолированного провода обмотки ВН;

S₃=33 мм — изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до обмотки ВН;

S₄=33 мм — изоляционное расстояние от отвода обмотки НН до стенки бака;

d₂=15 мм — диаметр изолированного провода обмотки НН;

Минимальная ширина бака.

Минимальная длина бака.

Где.

Высота активной части.

Общая глубина бака.

Где.

Для развития поверхности охлаждения целесообразно использовать радиаторы, навешиваемые с наружной стороны по периметру бака. Исходя из мощности, проектируемого трансформатора, будут использованы радиаторы из гнутых труб в 2 ряда. Радиаторы выпускаются стандартных размеров. В соответствии с полученными размерами трансформатора производим выбор радиаторов из таблицы 9.10.

Таблица. 5 параметры радиаторов.

Высота А.	Поверхность конвекции труб.	Масса стали.	Масса масла.	Поверхность конвекции коллектора.
мм.		кг.	кг.
	22,9.			0,66.

Согласно выбранному радиатору пересчитываем высоту бака с учетом требуемых расстояний от дна и крышки бака до осей присоединительных патрубков.

Допустимое превышение температуры масла над температурой воздуха для наиболее нагретой обмотки (ВН).

где 65- постоянная допустимая средняя температура в непосредственной близости бака при номинальной нагрузке по ГОСТ.

Температура масла в верхних слоях.

ГОСТ допускает максимальную температуру масла в верхних слоях не более 60а следовательно данное значение может быть принято как соответствующее ГОСТу.

Среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой окружающего воздуха.

принимаем предварительно перепад температур на внутренней поверхности бака и запас .

Поверхность конвекции гладкой стенки бака.

Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами.

Ориентировочно-необходимая поверхность конвекции для заданного значения .

Поверхность конвекции состоит из:

а) Поверхность конвекции бака:

б) Поверхность конвекции крышки:

Поверхность конвекции радиаторов.

Необходимое количество радиаторов.

принимаем число радиаторов равным 3.

Поверхность конвекции бака.

8.3 Окончательный расчет температуры масла и обмоток Среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой окружающего воздуха.

Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой поверхности трубы.

Среднее превышение температуры масла над температурой окружающего воздуха.

Среднее превышение температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха.

среднее превышение температур обмоток над температурой окружающего воздуха.

Полученные значения среднего превышения температуры масла в верхних слоях над температурой окружающего воздуха и среднего превышения температуры обмоток над температурой окружающего воздуха лежат в пределах допустимого нагрева по ГОСТ 11 677–85.