Учебное пособие: Тепловой расчет силового трансформатора

Q₀ = DP_ТР = DP_ХХ + DP_КЗ k_З ² , (1.1)

где Q₀ — тепловой поток, отдаваемый поверхностью бака воздуху за счет теплоотдачи и излучения, Вт;

DP_ТР — суммарные потери мощности в трансформаторе, Вт;

DP_ХХ и DP_КЗ — потери мощности холостого хода и короткого замыкания, Вт;

— коэффициент загрузки трансформатора;

I_Н , I_ТР — ток в обмотках трансформатора в номинальном режиме его работы и, соответственно, отличном от этого режима, А.

Очевидно, при номинальной загрузке трансформатора k_З =1.

Для этого режима среднее превышение температуры стенки бака над воздухом, °С, можно предварительно определить [2]

, (1.2)

где F_Л и F_К — поверхность бака, м² , отдающая теплоту соответственно излучением и конвекцией.

Среднее превышение температуры масла над температурой стенки бака, °С, приближенно может быть подсчитано по выражению

, (1.3)

где к_I = 1 — при естественном охлаждении масла и

к_I = 0,9 — при охлаждении с дутьем.

Тогда превышение температуры масла в верхних слоях бака над температурой окружающего воздуха, °С, определится по уравнению

, (1.4)

где q = 1 — для гладких баков,

q = 1.2 —для трубчатых баков и баков с радиаторами.

Для гладкого бака поверхности F_К и F_Л одинаковы и равны его внешней расчетной поверхности, которую определяют в зависит от формы бака, м² :

- для прямоугольного бака

, (1.5)

- для овального бака

, (1.6)

где А, В, Н, — размеры бака, м, принимаются из приложения 1;

F_КР — поверхность крышки бака, м² ;

0.75— коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности крышки изоляторами вводов ВН и НН и различной арматурой.

Рис. 1. К определению основных размеров бака.

Бак с охлаждающими трубами применяется в трансформаторах мощностью от 160 до 1600 кВА с целью увеличения поверхности теплообмена. Обычно применяют трубы овальные с размерами поперечного сечения 72 ´ 20 мм или круглые диаметром 51/48 мм при толщине стенок 1.5 мм. В последнее время находят применение круглые трубы диаметром 30 мм с толщиной стенок 1.2 мм, что увеличивает теплоотдачу с единицы по поверхности трубы. В зависимости от мощности трансформатора число рядов труб колеблется от 1 до 4, расположение труб — коридорное. Для определения расчетной поверхности охлаждения бака с трубками необходимо принять одну из рекомендованных форм трубки. Размеры труб, радиус закругления R, шаг труб в ряду t_Т , шаг между рядами t_Р и другие размеры выбираются из таблицы 1 по принятой форме трубки.