Расчет основных параметров трансформатора распределительных сетей (стр. 5 )

s1 – от отвода обмотки ВН до собственной обмотки;

s2 – от отвода обмотки ВН до боковой стенки бака;

s3 – от отвода обмотки НН до обмотки ВН;

s4 – от отвода обмотки НН до боковой стенки бака;

s5 – от обмотки ВН до торцевой стенки бака.

При рабочем напряжении обмотки ВН 35 кВ эти расстояния для неизолированных отводов следующие: s1 = s2 = 35 мм; s3 = 90 мм; s4 = 40 мм. Диаметр отвода ВН при заданной мощности принимаем d1 = 20 мм, диаметр отвода НН принимаем d2 = d1 = 20 мм.

Расстояние от обмотки ВН до боковых стенок бака со стороны отводов ВН и НН, мм:

(5.1)

(5.2)

За расчетное принимаем

Длина бака, мм:

(5.3)

Ширина бака, мм:

(5.4)

Высота бака, мм:

(5.5)

где Ня. к – высота от верхнего ярма до крышки бака, принимаем горизонтальное расположение переключателя, Ня. к = 850 мм;

На. ч – высота активной части:

(5.6)

где m – толщина подкладки под нижнее ярмо, m = 30 мм,

hЯ – высота ярма,

(5.7)

5.2 Расчет плотности теплового потока

Плотность теплового потока обмотки ВН, :

(5.8)

Плотность теплового потока обмотки НН, :

(5.9)

Для масляных трансформаторов с естественной циркуляцией масла оптимальной считается плотность теплового потока Вт/м2, предельно допустимой – до 1400 Вт/м2.

5.3 Тепловой расчет обмоток

В многослойных обмотках из круглого провода внутренний перепад температуры определяется потерями, выделяющимися в 1объема обмотки,

(5.10)

где – коэффициент материала обмоток, для алюминия – 2,71;

– реальная плотность тока в данной обмотке, А/мм2;

– диаметр голого (неизолированного) проводника обмотки, мм;

– то же изолированного проводника, мм;

– толщина междуслойной изоляции, мм.

Условная теплопроводность обмотки без учета междуслойной изоляции

(5.11)

(5.12)

где – условная теплопроводность обмотки без учета междуслойной изоляции;

– теплопроводность междуслойной изоляции, для кабельной бумаги;

= 0,17 Вт/(м оС);

теплопроводность витковой изоляции, для хлопчатобумажной пряжи = 0,27 Вт/(м ·оС).

Внутренний перепад температуры в обмотке, оС

(5.13)

где – радиальный размер (толщина) катушки, при разделении катушки на части – толщина наиболее широкой катушки, мм;

p − внутренний перепад температуры определяется потерями, выделяющимися в 1 м2 объёма обмотки, Вт/м3;

– средняя теплопроводность обмотки, Вт/(м оС)

(5.14)

Средний перепад температуры обмоток,:

(5.15)

Перепад температуры на поверхности обмоток,:

(5.16)

Среднее превышение температуры обмотки над маслом,:

(5.17)

5.4 Расчет необходимой и реальной поверхности охлаждения

Предварительная поверхность излучения, м2:

(5.18)

где – поверхность конвекции гладкой части бака, м2;

(5.19)

где – поверхность крышки, м2;

(5.20)

Допустимый перепад температуры «масло – воздух», :

(5.21)

Расчет перепад температуры «бак – воздух» зависит от выполнения условия: ,

если оно выполняется,

(5.22)