2.2. Расчетные тепловые характеристики

На рисунке 2.1 представлена схема распределения температуры, которая является упрощением более сложной действительной картины распределения температуры. При ее построении приняты следующие упрощения:

а) температура масла внутри обмоток повышается линейно от нижней части к верхней независимо от вида охлаждения;

б) превышение температуры проводника увеличивается линейно по высоте обмотки и параллельно превышению температуры масла с постоянной разностью g между двумя прямыми линиями (g - разность между превышением средней температуры, измеренной методом сопротивления, и превышением средней температуры масла);

в) превышение температуры наиболее нагретой точки должно быть выше превышения температуры проводника в верхней части обмотки, как показано на рис. 2.1, поскольку необходимо учесть увеличение дополнительных потерь. Для учета этих нелинейностей за разность температур наиболее нагретой точки и масла в верхней части обмотки принято обозначение Нg. Коэффициент Н может иметь значения от 1,1 до 1,5 в зависимости от мощности трансформатора, сопротивления короткого замыкания и конструкции обмотки.

Рисунок 2.1 - Схема распределения температуры

Разность между главными обмотками при охлаждении ON обычно незначительна. Для любой обмотки за температуру масла на выходе из обмотки принимается температура смеси масла в верхней части бака.

За температуру масла на выходе из обмотки при видах охлаждения OF и OD принимается температура масла в нижней части обмоток плюс удвоенная разность средней температуры масла в средней части рассматриваемой обмотки и температуры масла в нижней части обмотки.

В силу различий в распределении потоков масла разные виды охлаждений следует рассматривать отдельно. Предполагается, что в трансформаторах с охлаждением ОN и OF циркуляция масла в обмотке осуществляется термосифоном, а в трансформаторах с охлаждением OD - в основном насосом и практически не зависит от градиента температуры масла.

Ниже дано обозначение видов систем охлаждения трансформаторов в соответствии с стандартом (ГОСТ 11677-85) и соответствующее международное обозначение принятое СЭВ и МЭК

- естественная циркуляция воздуха и масла - М (ONAN);

- принудительная циркуляция воздуха и

естественная циркуляция масла - Д (ONAF);

- естественная циркуляция воздуха и принудительная

циркуляция масла с ненаправленным потоком

масла - МЦ (OFAN);

- естественная циркуляция воздуха и принудительная

циркуляция масла с направленным потоком

масла - HMЦ (ODAN);

- принудительная циркуляция воздуха и масла,

с ненаправленным потоком масла - ДЦ (OFAF);

- принудительная циркуляция воздуха и масла,

с направленным потоком масла - НДЦ (ODAF);

- принудительная циркуляция воды и масла

с ненаправленным потоком масла - Ц (OFWF);

- принудительная циркуляция воды и масла

с направленным потоком масла - НЦ (ODWF);

Тепловая постоянная времени обмоток трансформаторов обычно небольшая (от 5 до 10 мин), т.е. она оказывает на температуру наиболее нагретой точки ограниченное влияние даже при повышенных кратковременных перегрузках. Продолжительность самой кратковременной перегрузки стандартом предусматривается равной 30 минут, поэтому при расчетах значение тепловой постоянной времени обмотки принимают равным нулю.

Принятые условные обозначения:

x – показатель степени суммарных потерь при расчете превышения температуры масла;

y – показатель степени коэффициента нагрузки при расчете превышения температуры обмотки:

R – отношение нагрузочных потерь при номинальном токе к потерям холостого хода;

H – коэффициент температуры наиболее нагретой точки;

r – индекс обозначает номинальное значение, при применении ставится последним;

В таблице 2 приведены тепловые характеристики, рекомендованные стандартом.

Таблица 2.2

Показатель	-	Трансформаторы
		распределительные	средней и большой мощности
		ONAN	ON	OF	OD
Показатель степени масла	x	0,8	0,9	1,0	1,0
Показатель степени обмотки	y	1,6	1,6	1,6	2,0
Отношение потерь	R	5	6	6	6
Коэффициент температуры наиболее нагретой точки	H	1,1	1,3	1,3	1,3
Тепловая постоянная времени масла	o, ч	3,0	2,5	1,5	1,5
Температура охлаждающей среды	a, °C	20	20	20	20
Превышение температуры наиболее нагретой точки	hr, °С	78	78	78	78
Превышение средней температуры обмотки	wr, °C	65	63	63	68
Градиент температуры наиболее нагретой точки (масло на выходе из обмотки)	Hqr, °С	23	26	22	29
Превышение средней температуры масла	imr, °C	44	43	46	46
Превышение температуры масла на выходе из обмотки	ir, °C	55	52	56	49
Превышение температуры масла в нижней части обмотки	br, °C	33	34	36	43

ON - обозначает виды охлаждения ONAN или ONAF,

OF - обозначает виды охлаждения OFAF или OFWF,

OD - обозначает виды охлаждения ODAF или ODWF.

Для видов охлаждения ON значения _ir принимают равным _or