Нагрев и охлаждение трансформаторов - Киш Л.
Скачать (прямая ссылка):
Глава первая
Общие понятия и явления
1-1. Температуры и превышения температуры частей трансформатора.
По действующим стандартам под превышением температуры какой-либо части трансформатора подразумевается разность температур этой части и охлаждающей среды. Допустимые превышения температуры активных частей во многом влияют на внутреннее устройство, размеры, стоимость, нагрузочную способность и режимы эксплуатации трансформатора.
Наибольшая допустимая длительная нагрузка трансформатора зависит от номинальной мощности, являющейся гарантируемым параметром, температуры охлаждающей среды и от того, желает или не желает эксплуатирующее предприятие замедлить старение изоляционных материалов, сильно зависящее от температуры и длительности ее действия.
Наибольшая допустимая кратковременная нагрузка и ее длительность, кроме указанных выше факторов, зависят также от конструктивных особенностей трансформатора, его тепловой постоянной времени и предшествующей нагрузки.
Нормы нагрева
Согласно стандарту MSZ 9230/1-70 [1], соответствующему рекомендациям публикации 76 МЭК [2], превышение средней температуры обмотки над температурой охлаждающей среды , определяемое по изменению сопротивления обмотки, не должно быть больше 65.
Наибольшее превышение температуры масла в баке (под крышкой бака трансформатора) над температурой охлаждающей среды
(В отечественной литературе и стандартах применяется термин "превышение температуры верхних слоев масла", причем за температуру верхних слоев масла принимается температура, измеренная по термодатчику, расположенному в кармане крышки бака трансформатора. Автором используется более общий термин. (Прим. ред.))
не должно быть больше 60.
Наибольшая допустимая температура охлаждающей среды для воздуха + 40, для воды +25. Допустимые превышения температуры частей трансформатора установлены одинаковыми независимо от того, является ли охлаждающей средой воздух или вода. В результате, когда охлаждающей средой является вода, средняя температура обмотки оказывается на 15 ниже, чем когда охлаждающей средой является воздух. Такая осторожность в случае использования воды вызвана возможным загрязнением охлаждающих труб теплообменника со стороны воды.
Приведенные нормы нагрева относятся к трансформаторам, предназначенным для работы на высоте над уровнем моря не более 1000 м. Если же трансформатор предназначается для работы на высоте над уровнем моря более 1000 м, а его испытания проводятся на высоте ниже 1000 м, то нормы нагрева (допустимые превышения температуры) должны быть снижены: на 2% при естественной и на 3% при принудительной циркуляции воздуха на каждые 500 м высоты. Это предписание стандарта учитывает снижение эффективности охлаждения воздухом в связи с его разрежением. В случае использования воды такое снижение норм нагрева не требуется.
Если температура воздуха или воды превышает соответственно 40 или 25, то нормы нагрева должны быть снижены на столько градусов, на сколько градусов температура воздуха или воды превышает 40 и 25 соответственно.
Средняя температура верхней катушки обмотки обозначается через , а превышение этой температуры над температурой охлаждающей среды через :
,
где осевой перепад температуры масла в обмотке.
Под температурой наиболее нагретой точки обмотки, обозначаемой через подразумевается температур наиболее нагретого внутреннего слоя верхней катушки.
(В общем случае место расположении наиболее нагретой точки зависит от конструкции обмоток и распределения температуры масла в обмотке вдоль ее высоты и не всегда совпадает с верхней катушкой обмотки. Правильнее говорить о наиболее нагретой катушке обмотки, которой в большинстве случаев является первая или вторая от верха катушка обмотки. (Прим. ред.)).
Температура наиболее нагретой точки всегда больше средней температуры верхней катушки. В рекомендациях МЭК износ изоляции, определяемый температурой и ее длительностью действия, отнесен к температуре
(См. §1-2)
т. е. к такой, которая обычно имеет место при длительной номинальной нагрузке и температуре охлаждающего воздуха 20.
Температура наиболее нагретой точки обмотки в большинстве случаев стандартами на трансформатор не нормируется.
(Температуру наиболее нагретой точки нормирует стандарт США. (Прим. ред.)).
Стандартом MSZ 7730 [31 для изоляционных материалов класса нагревостойкости А допускается температура 115.
(Согласно ГОСТ 8865-70 "Материалы электроизоляционные для электрических машин, трансформаторов и аппаратов. Классификация по нагревостойкости" для изоляционных материалов класса нагрево-стойкости А предельно допускаемой является температура 105. При этом имеется в виду, что при нормируемой предельно допускаемой температуре обеспечивается технико-экономически целесообразный срок службы оборудования. (Прим. ред.))
Однако осуществление контроля за соответствием температуры наиболее нагретой точки этой предельно допустимой температуре является для трансформатора затруднительным. Поэтому стандартом на трансформаторы не рекомендован и метод расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки.