2. Вибір і розрахунок системи охолодження

Для відводу теплоти в навколишній простір трансформатор повинен мати певну поверхню дотику з повітрям. Тепловий розрахунок трансформатора також передбачає розрахунок системи охолодження У трансформаторах потужністю 100 кВА - це поверхня самого баку.

За рекомендаціями вибиремо систему охолодження. Відповідно до потужності для даного трансформатора (S_н=100 кВА) це є трубчатий бак.

Для розрахунку системи охолодження визначимо мінімальні розміри бака, см:

Довжина:

, (6.13)

см

Ширина:

, (6.14)

Висота:

, (6.15)

де – ширина першого пакета ярма ( см);

– товщина опорного бруса під нижнім ярмом ( =5 см);

– відстань від верхнього ярма до кришки бака ( =30 см);

– ізоляційні відстані, що визначаються з таблиці 2.4[1] ( =2)

– еквівалентні діаметри відводів обмоток НН і ВН ( =0,972 см, =0,265 см).

Бак віддає теплоту в навколишнє середовище за допомогою випромінювання і конвекції. Площа поверхні випромінювання бака, що має овальну форму, м²:

, (6.16)

м²

де – коефіцієнт, що враховує збільшення поверхні випромінювання бака з трубами і з радіаторами порівняно з гладким баком ( =1.1).

Необхідний перепад температур між баком та повітрямС:

, (6.17)

°С

де – більше з двох значень, розрахованих для обмоток НН і ВН ( С);

= 5С – перепад температури на поверхні «масло-бак»;

=65С – гранично допустимий перепад температури обмоток над оточуючим повітрям.

Знайдене значення має задовольняти умову:

С, (6.18)

Умова виконується.

Необхідна площа поверхні конвекції:

, (6.19)

(м²).

3. Розрахунок поверхні охолодження

Розрахунок зводиться до визначення дійсної площі конвекції , м², яка повинна бути не менша необхідної:

(6.20)

де – площа поверхні кришки баку:

, (6.21)

(м²),

Площа поверхні конвекції гладкого баку:

, (6.22)

(м²).

Повна площа поверхні конвекції баку з радіаторами:

П_кд= П_кгл∙k_фгл+ П_кр∙k_фкр+n_рад(П_ктр∙k_фтр+П_кк∙k_фк) м² (6,23)

Де k_{ф­_}− коефіцієнти, що враховують збільшення тепловіддачі відповідни-

ми елементами охолодження трансформатора в сукупності:

аторів. n_рад=П_кн-П_кгл∙k_фгл-П_кр∙k_фкр / П_к.тр∙k_фтр+П_кк∙k_фк

n_рад=5,9803-2,1709∙1-0,2926∙1 / 2,135∙1,26+0,34∙1=1,16

приймаємо n_рад=2

П_кд=2,1709∙1+ 0,2926∙1+ 2(2,135∙1,26+ 0.34∙1)=8,5237 м²

_{_____}

Умова (6.19) виконується, оскільки:

4. Визначення фактичних перегрівів Середній перегрів стінки бака над повітрям, с:

, (6.24)

Середній перегрів масла над стінкою баку з радіаторами, С:

, (6.25)

де – коефіцієнт, що враховує зміну перепаду температури при відсутності обдуву.

Перегрів верхніх шарів масла над повітрям, С:

, (6.26)

Перегрів верхніх шарів масла не повинен перевищувати 60 С, що і випливає з (6.30).

Перегрів обмоток над повітрям, С:

обмотки НН:

, (6.27)

обмотки ВН:

, (6.28)

Як видно з (6.31) та (6.32) перегріви обмоток не перевищують допустимого значення в 65 С.