Нагрев и охлаждение трансформаторов - Киш Л.
Скачать (прямая ссылка):
Установившиеся превышения температуры при нагрузках, отличающихся от номинальной
Введем следующие обозначения:
- отношение фактической нагрузки к номинальной;
- отношение потерь короткого замыкания к потерям холостого хода.
Для обозначения превышений температур, относящихся к номинальной нагрузке, введем дополнительный индекс п.
Превышение наибольшей температуры масла:
(1-34)
При естественной циркуляции масла и воздуха показатель степени т =0,8; при естественной циркуляции масла и принудительной циркуляции воздуха т=1,0.
Согласно рекомендациям МЭК [4] в целях упрощения принято, что т =0,9; =5; для естественной и для принудительной циркуляции масла. Отмечается, что возможная ошибка при таком упрощении при определении превышений температуры не выйдет за пределы ±2%. Отличие фактических значений от принятого значения при больших нагрузках несущественно влияет на конечный результат расчета.
Превышение температуры наиболее нагретой точки:
(1-35)
При естественной циркуляции масла п= 0,8, при принудительной п =0,9 и при направленной п=1.
Превышение средней температуры масла в обмотке:
(1-36)
Превышение средней температуры обмотки:
(1-37)
Пример 1-7. Мощность трансформатора Sn = 40 MB-A, циркуляция масла и воздуха - естественная, Рт=160 кВт; Р0 = 50 кВт;
Необходимо определить температуру наиболее нагретой точки и наибольшую температуру масла в трансформаторе при нагрузке S = 56 MB-А и температуре охлаждающего воздуха :
Превышение температуры наиболее нагретой точки по формуле (1-35):
Температура наиболее нагретой точки:
Превышение наибольшей температуры масла (определено выше при расчете ): .
Наибольшая температура масла:
Превышения температуры при переменной нагрузке
При рассмотрении тепловой постоянной времени было установлено, что трансформатор охлаждается или нагревается как система из трех тел. Было также отмечено, что экспоненциальный закон изменения температуры при охлаждении или нагревании справедлив только в том случае, если количество теплоты, отводимое в единицу времени, пропорционально превышению
температуры.
В практических расчетах в целях ускорения и упрощения работы трансформатор рассматривается как система из двух тел, охлаждающихся или нагревающихся по экспоненциальному закону. Вводятся только две тепловые постоянные времени: для кривой изменения превышения температуры обмотки над температурой масла и для кривой изменения превышения температуры масла над температурой воздуха. Для краткости первую постоянную будем называть постоянной времени обмотки, вторую - постоянной времени трансформатора. Постоянная времени обмотки колеблется в пределах от 3 до 15 мин, а постоянная времени трансформатора - в пределах от 4 до 8 ч при естественной циркуляции масла и от 1 до 3 ч при принудительной циркуляции масла. Если нам известны установившиеся значения превышений температуры частей трансформатора для какого-либо момента времени, то при переходе в момент t = 0 на какую-либо другую нагрузку превышение температуры в течение времени переходного процесса определяется как сумма превышения температуры в момент t = 0 и разности установившихся превышений температуры при искомой нагрузке и нагрузке в момент t=0, умноженной на .
( Это указание неточное. Превышение температуры какой-либо части трансформатора в течение переходного процесса, обусловленного переходом в момент времени ta на другую (неизменную) нагрузку, определяется при неизменной температуре охлаждающей среды, как сумма превышения температуры в момент /0 и разности установившегося превышения температуры при искомой нагрузке и превышением температуры в момент to, умноженной на , где t - время переходного процесса, отсчитываемое от момента t0. При этом превышение температуры данной части трансформатора берется по отношению к непосредственно охлаждающей ее среде, например превышение температуры обмотки или магнитопровода - по отношению к маслу и превышение температуры масла - по отношению к воздуху. Оба этих переходных процесса могут с определенными практически приемлемыми допущениями рассматриваться независимо друг от друга. (Прим. ред.))
Пример 1-8. Пусть постоянные времени трансформатора и обмотки по предыдущему примеру равны и . Температура трансформатора в момент t = 0 равна температуре
окружающего воздуха . Сначала трансформатор в течение 2 ч имеет нагрузку 30 МВА, а затем 3 ч - нагрузку 50 MBА.
Необходимо определить при нагрузке трансформатора, равной 50 MBА, температуру наиболее нагретой точки обмотки но истечении 8 мин и наибольшую температуру масла по истечении 3 ч с момента перехода на эту нагрузку.
В качестве первого шага найдем установившиеся значения превышений температуры, соответствующие нагрузкам 30 и 50 MBА. При нагрузке S=30 MBА имеем К=50/40=0,75. Установившееся превышение температуры наиболее перегретой точки по формуле (1-35):
Установившееся превышение наибольшей температуры масла .
При нагрузке S = 50 МВА имеем К=50/40=1,25.
Установившееся превышение температуры наиболее нагретой точки по формуле (1-35):
