Тепловой Расчет бака трансформатора

 

Определим размеры бака трансформатора.

Минимальные длина и ширина бака трансформатора соответственно:

 

	(5.8)
	(5.9)

 

где изоляционные расстояния (по [1], таблице 5.3): , , , , ,  - диаметр изолированного отвода ВН;  - размер неизолированного отвода обмотки НН.

Тогда по формуле (5.8):

 

 

 

Рисунок 9 - Основные размеры бака

 

Высота активной части трансформатора:

 

(5.10)

 

где,  - толщина подкладки под нижнее ярмо;  - высота ярма магнитной системы.

Тогда по формуле (5.10):

 

 

Глубина бака:

 

(5.11)

 

где расстояние от верхнего ярма до крышки бака  по таблице 5.4 в [1].

Тогда по формуле (5.11):

 

 

Среднее превышение температуры масла, омывающего обмотки, над воздухом должно быть не более величины:

 

(5.12)

 

где .

Тогда по формуле (5.12):

 

 

Среднее превышение температуры бака над воздухом:

 

(5.13)

 

где  - перепад температуры между маслом и стенкой бака.

Тогда по формуле (5.13):

 

 

Значение  должно удовлетворять неравенству:

 

(5.14)

 

 - неравенство выполняется.

Предварительное значение необходимой поверхности конвекции бака:

 

(5.15)

 

где ,  - соответственно потери короткого замыкания и холостого хода.

Тогда по формуле (5.15):

 

 

Примем бак прямоугольной формы. Тогда фактическая поверхность теплоотдачи:

 

(5.16)

 

где коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности крышки вводами НН и ВН и различной арматурой; поверхность крышки бака .

Тогда по формуле (5.16):

 

 

Применим бак трансформатора с навесными радиаторами.

В трансформаторах мощностью от 100 до 6300 кВ∙А используют радиаторы с прямыми вертикальными трубами овального сечения с размерами овала 72 × 20 мм и толщиной стенки трубы 1,5 мм (рис. 10). Эти радиаторы выпускаются с одним рядом труб по 7 труб в ряду и с двумя рядами по 10 труб в ряду. Для радиатора с двумя рядами труб размеры  и  равны 505 и 253 мм соответственно.

 

 

Рисунок 10 – Трубчатый радиатор с прямыми трубами

 

Присоединительный размер  (расстояние между осями патрубков или центрами фланцев коллекторов радиатора) определим из неравенства: , где  и  - минимальные расстояния центра фланцев радиатора от нижнего и верхнего срезов бака соответственно. Для радиаторов с прямыми трубами по рисунку 7 , . Тогда: . Тогда примем .

Тогда по таблице 5.5 в [1] примем основные данные радиаторов:

поверхность конвекции труб ; поверхность конвекции двух коллекторов ; масса стали – ; масса масла – .

Определим поверхность конвекции радиатора, приведенная к поверхности гладкой стенки:

 

	(5.17)
где  – коэффициент, учитывающий улучшение теплоотдачи конвекцией радиатора по сравнению с вертикальной гладкой стенкой. Для радиаторов с прямыми трубами ; ,  - поверхности конвекции труб и двух коллекторов. Тогда по формуле (5.17):

 

Необходимая поверхность конвекции всех радиаторов трансформатора:

 

(5.18)

 

Необходимое по условиям охлаждения число радиаторов:

 

(5.19)

 

Примем число радиаторов .

Фактическая поверхность конвекции бака с навесными радиаторами:

 

(5.20)

 

Поверхность излучения бака:

 

(5.21)

 

где для бака с навесными радиаторами ; .

Тогда по формуле (5.21):