Определение температуры нагрева трансформатора. Температура перегрева трансформатора

Допустимая температура частей трансформатора

Преобразование энергии происходит в трансформаторе с известными потерями. Подавляющая часть потерь выделяется в виде тепла в активных частях трансформатора, его магнитопроводе и обмотках. Магнитные потери, выделяющиеся в магнитопроводе, с достаточной точностью можно считать пропорциональными квадрату напряжения u, электрические потери в обмотках — пропорциональными квадратам токов, или /2 . При переходе от одного нагрузочного режима к другому изменяются главным образом электрические потери в обмотках, магнитные потери при постоянном первичном напряжении почти не изменяются.Некоторая часть потерь мощности выделяется также в конструктивных частях (баке, нажимных деталях и т.п.), располагающихся в магнитном поле.Тепло, выделяющееся в трансформаторе, нагревает его, и температура его частей становится выше, чем температура окружающей среды. По мере увеличения температуры частей трансформатора возрастает поток тепла, передаваемый в окружающую среду, так как тепловой поток пропорционален превышению температуры нагретой части над температурой окружающей среды. Через достаточно большое время (теоретически через бесконечно большое время) рост температуры обмоток прекращается, так как все выделяющаяся в них тепло передается окружающей среде.

Установившаяся температура нагретых частей зависит от устройства системы охлаждения, при помощи которой происходит удаление тепла во внешнюю среду.Трансформатор и его система охлаждения должны быть спроектированы таким образом, чтобы температура его частей не превышала допустимых пределов. Лимитируется в основном температура частей, соприкасающихся с изоляционными материалами, маслом и другими диэлектрическими жидкостями.

Старение изоляционного материала, выражающееся в уменьшении его электрической и механической прочности, происходит тем интенсивнее, чем выше его температура. Опытным путем выявлено, что повышение температуры на 8 °С сокращает срок службы масляного трансформатора с бумажной изоляцией в 2 раза.Трансформатор может надежно служить в течение 15—20 лет, если его отдельные части имеют в номинальном режиме следующие превышения температуры, °С:

Допустимая температура для масляных трансформаторовОбмотки.................................................................................................... 65Наружные поверхности магнитопровода и конструктивных частей... 75 Масло в верхних слоях:при герметизированном исполнении................................................ 60в остальных случаях........................................................................... 55Для трансформаторов с воздушным охлаждением Обмотки и поверхности магнитопровода, соприкасающиеся с изоляцией класса нагревостойкостиА........................................................................................................... 60Е............................................................................................................ 75В........................................................................................................... 80F............................................................................................................ 100Н........................................................................................................... 125Эти превышения температуры относятся к трансформаторам, отдающим тепло окружающему воздуху, наибольшая температура которого принимается равной 40 °С; при охлаждении водой, температура которой на входе в охладитель считается равной 25 °С, температура может быть увеличена на 15 °С.Расчетная температура частей трансформатора, обеспечивающая срок службы трансформатора 15—20 лет, установлена с учетом наблюдающихся в эксплуатации суточных и годовых колебаний температуры окружающей среды и нагрузки трансформатора. Большую часть времени (при нагрузке меньшей, чем номинальная, или температуре окружающего воздуха ниже 40 °С) температура изоляции трансформатора не достигает расчетной, что заметно увеличивает срок его службы.При установившихся коротких замыканиях температура обмоток не должна превышать:Для масляных трансформаторов:с обмотками из меди...................................................................... 250 °Сс обмоткам из алюминия............................................................... 200 °С

Допустимая температура для трансформаторов с воздушным охлаждением с обмотками из меди и изоляцией класса нагревостойкости:А...................................................................................................... 180 °СЕ...................................................................................................... 250 °СB,F,H............................................................................................. 350 °СДля трансформаторов с воздушным охлаждением с обмотками из алюминия и изоляцией класса нагревостойкости:А...................................................................................................... 180 °СE,B,F,H......................................................................................... 200 °СДлительность короткого замыкания должна быть ограничена таким образом, чтобы указанная температура не была превзойдена.Допускаемые в реальных условиях эксплуатации длительные нагрузки, а также длительно и кратковременно допустимые перегрузки оговорены в ГОСТ 11677-85 и ГОСТ 14209-85.

www.wikitransformer.ru

Температура - обмотка - трансформатор

Cтраница 1

Температура обмотки трансформатора может быть определена по результатам сравнения сопротивления обмотки постоянному току, измеренного в нагретом состоянии трансформатора, л сопротивления, при котором температура обмотки была достоверно известна. [1]

Температура обмоток трансформаторов не должна превышать 100 - 105 С. Обычно измеряют температуру масла в баке трансформатора, так как измерить непосредственно температуру обмоток весьма сложно. По нормам максимальная температура верхних слоев масла допускается не выше 95 С, но практически температура масла даже в жаркие дни не превышает 60 - 70 С. [2]

Температура обмотки трансформатора изменяется вследствие как колебаний нагрузки, так и изменения температуры охлаждающей среды - воздуха или воды. Особенно резким изменениям подвержена температура воздуха. Температура воды изменяется медленнее из - за большой ее теплоемкости. [4]

Температура обмотки трансформатора зависит от значения потерь энергии в ней, обращающихся в тепло. Но потери мощности во времени претерпевают большие изменения вследствие колебания нагрузки в подстащионной зоне. Поэтому при одних и тех же потерях энергии температура - может изменяться в широких пределах. А так как повышение ее ведет к резкому непропорциональному ускорению старения изоляции, то наименьшее старение, а следовательно, наименьшая мощность трансформаторов понадобились бы в условиях, когда фактически выделяемое тепло в обмотках трансформатора распределялось бы равномерно в течение всего периода его работы. [6]

Температуру обмоток трансформаторов измеряют термометром, установленным в верхних слоях масла, или устанавливают по сопротивлению меди обмотки. [7]

Превышение температуры обмоток трансформаторов над температурой охлаждающей среды должно быть не более 70 G. [8]

Превышение температуры обмоток трансформаторов над температурой охлаждающей среды должно быть не более 70 С. [9]

За температуру обмоток трансформаторов напряжением ниже 110 кв допускается принимать температуру верхних слоев масла, уменьшенную на 15 % ( у маслопаполненных), или измеряют ее непосредственно термометром. [11]

Для контроля за температурой обмотки трансформатора в нескольких местах по высоте обмотки устанавливаются термометры сопротивления или термопары. Одна-две термопары или термометры сопротивления устанавливаются непосредственно на кожухе. [12]

Сушка должна происходить при температуре обмоток трансформатора не выше 100 С, а бака не выше 120 С. [14]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

2.9 Определение температуры перегрева и КПД трансформатора. Расчет силового трансформатора

Тепловые характеристики и тепловые процессы в трансформаторе

При работе трансформатора часть электрической энергии расходуется на потери,превращается в тепло и расходуется в окружающую среду .Основными источниками тепла являются обмотки (потери в них составляют примерно 80% всех потерь),магнитная система и элементы конструкции. При выделении тепла трансформатор нагревается, и температура его отдельных частей может значительно превысить температуру окружающей среды. Нагрев трансформатора — основная причина, ограничивающая его мощность при нагрузке. Действительно, элементы металлоконструкций трансформатора могут выдерживать без повреждений довольно большие температуры в отличие от изоляции, особенно бумажной (класса А), широко применяемой в трансформаторах. Бумажная изоляция, находясь длительное время под воздействием высокой температуры, теряет эластичность, становится хрупкой и разрушается даже от незначительных механических усилий, возникающих при эксплуатации, что приводит к потере электрической прочности и выходу трансформатора из строя. Чем выше температура обмоток, тем интенсивнее происходит старение ее изоляции. Повышение температуры обмоток на 8° С примерно вдвое сокращает срок службы изоляции. Если при длительной температуре обмоток 95°С срок службы трансформатора составляет 20—25 лет. то при температуре 95 + 8= 103° С — только 10—12 лет, а при 105° С — около 8 лет.

Заказать сухой трансформатор прямо сейчас!

♦Нормы нагрева масляных трансформаторов

Элементы трансформатора	Превышение температуры град.С	Метод измерения
Обмотки (класс нагревостойкости изоляции А): -при .естественной циркуляции или принудительной с ненаправленным потоком масла -при принудительной циркуляиии с направленным потоком масла	65 70	По изменению сопротивления постоянному току
Масло или другой жидкий диэлектрик в верхних слоях: -исполнение герметичное или с расширителем; -исполнение негерметичное без расширителя;	60 55	По термометру или термопаре
Поверхности магнитной системы и элементов металлоконструкций	75	По термометру или термопаре

Превышения температуры отдельных элементов масляного трансформатора или трансформатора с жидким диэлектриком над температурой охлаждающей среды, воздуха или воды, при испытаниях на нагрев на основном ответвлении не должны превышать значений, указанных в таблице ♦.

Превышение температуры отдельных элементов сухого трансформатора над температурой охлаждающей среды при испытаниях на нагрев на основном ответвлении не должны превышать указанных в таблице♦♦. ♦♦Нормы нагрева сухих трансформаторов

Элементы трансформаторов

Превышение температуры град.С

Методы измерения

Обмотки классов нагревостойкости

A E B F H

Поверхность магнитной системы и элементов металлоконструкций

60 75 80 100 125

Не более чем допустимо для соприкасающихся с ними изоляционных материалов

По изменению сопротивления постоянному току

Термометором или термопарой

Однако не обязательно постоянно форсировать нагрузку, поддерживая в трансформаторе эти расчетные температуры, поскольку они установлены с учетом неизбежных суточных (и годовых) колебаний температуры окружающего воздуха и нагрузки, т. е. с учетом чередования в эксплуатации периодов наибольших и наименьших температур нагрева трансформатора. В тепловом отношении трансформатор представляет собой неоднородное тело: стальные листы магнитной системы, обладающие высокой теплопроводностью, чередуются с изоляционными прослойками, теплопроводность которых невелика. Точно так же обмотка трансформатора является сложным сочетанием проводникового материала (меди и алюминия), обладающего высокой теплопроводностью, с изоляционным материалом, который одновременно служит и электрической, и тепловой изоляцией.

При работе трансформатора листы магнитной системы и обмоточный провод служат постоянными источниками тепловой энергии, поэтому в магнитной системе и обмотках происходит постоянная передача тепла от внутренних, более нагретых частей-наружным поверхностям, отводящим тепло. Трансформаторы изготовляют так, чтобы размеры этих поверхностей были достаточны.

У трансформаторов мощностью в несколько киловольт-ампер наружной поверхности обмоток и магнитопровода достаточно для отвода того небольшого количества тепла, которое выделяется при их работе. Трансформаторы охлаждаются более холодным окружающим воздухом естественным излучением тепла. Специальных устройств для их охлаждения обычно не требуется .Трансформаторы, в которых основной охлаждающей и изолирующей средой является атмосферный воздух, называют воздушными. По мере увеличения мощности,потери в трансформаторе растут пропорционально его массе, т. е. приблизительно пропорционально кубу его линейных размеров. Поверхность же охлаждения увеличивается пропорционально квадрату линейных размеров, т. е. потери в трансформаторе растут быстрее, чем поверхность, отводящая тепло (согласно закону роста мощности).

Начиная с некоторой мощности ,этой поверхности оказывается недостаточно, и для ее увеличения делают каналы между катушками обмоток и самими обмотками, открывая свободный доступ охлаждающему воздуху. Однако этих мер достаточно только для трансформаторов мощностью до 2500 кВА. Более эффективное средство для отвода тепла — использование минерального (трансформаторного) масла, сочетающего в себе свойства изолирующего и теплоотводящего материалов. Трансформатор, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит трансформаторное масло, называют масляным. Частицы масла, заполняющего масляный трансформатор, соприкасаются с горячими поверхностями, нагреваются, поднимаются вверх и отдают свое тепло через стенки и крышку бака окружающему воздуху. Охлаждаясь у стенок частицы масла движутся вниз,уступая место другим,более горячим.Такой способ теплопередачи называют конвекцией. Температура отдельных частей трансформатора неодинакова ,она изменяется по высоте бака и в сечении трансформатора.Применение трансформаторного масла в качестве теплоносителя очень эффективно.Теплоотдача с единицы поверхности при масляном охлаждении в 6-8 раз больше,чем при воздушном,поэтому необходимые для охлаждения поверхности обмоток и магнитопровода в масляных трансформаторах значительно меньше,чем в одинаковых по мощности воздушных.Однако поверхность бака при этом должна быть такой,чтобы температура масла не достигла предельной.Самый простой способ увеличения поверхности охлаждения-это увеличение размеров бака, но он не экономичен,поэтому увеличивают поверхность охлаждения за счет трубчатых теплообменников (радиаторов),устанавливаемых на баке.Теплоотдача с поверхности бака происходит как через нагретые частицы воздуха,так и лучеиспусканием. Охлаждение частей масляного трансформатора естественной конвекцией масла и воздуха,охлаждающего внешнюю поверхность бака с установленными на нем охладительными элементами,называют естественным масляным и применяют для трансформаторов мощностью 6300кВА. В трансформаторах большей мощности используют другие системы с принудительным ускорением движения масла и охлаждающего воздуха или воды. Существует несколько способов принудительно охлаждения трансформаторов: 1. Дутьевой. Увеличение скорости движения воздуха,охлаждающего бак и радиаторы вентиляторами.Вентиляторы создают принудительную циркуляцию воздуха вдоль наружных поверхностей радиаторов (дутье), увеличивая их теплоотдачу в 1,5-2 раза.Система дутьевого охлаждения эффктивна и имеет важное преимущество :при отключении вентилятора ,трансформатор может длительно продолжать работать с нагрузкой до 50-60% номинальной,с естественным масляным охлаждением.2. Циркуляционный. Состоит в принудительном увеличении скорости движения как масла ,так и воздуха.Обычно для таких систем применяют специальные охладители-теплообменники,в которых происходит передача тепла от масла к воздуху,при этом движение масла принудительно ускоряется электронасосом,а воздуха вентиляторами.Циркуляционная система значительно увеличивает теплоотдачу и имеет еще одно важное преимущество-благодаря компактной конструкции охладителей уменьшаются размеры трансформатора.Однако циркуляционные охладители эффективны только при одновременной работе насосов и вентиляторов.При необходимости уменьшения охлаждения (например при снижении нагрузки) обычно отключают целиком один или несколько охладителей.3.Масляно-водяной. Состоит в принудительной циркуляции масла через охладители,охлаждаемые водой. Для этой системы применяют специальные теплообменники-охладители, через трубки которых принудительно прокачивается нагретое масло; трубки находятся в полости с| циркулирующей через нее охлаждающей водой. Масляно-водяное охлаждение более эффективно, чем другие виды охлаждения, что объясняется повышенной теплоотдачей от масла к воде. Поэтому такие системы еще компактнее, чем циркуляционные, поскольку обладают повышенным теплосъемом.Особенно эффективно направленное циркуляционное охлаж- дение, при котором масло проходит непосредственнопо в каналы внутри обмоток, между обмотками и в магнитную систему. Для обеспечения направленного движения масла в конструкции предусматривают специальные щиты, перегородки и другие устройства.К списку статей

www.tor-trans.com.ua

Определение температуры нагрева трансформатора. — КиберПедия

40.Тепловой расчет трансформатора производится по методу электротепловых аналогий, изложенному в (2). В этом методе используется формальная аналогия между процессами переноса тепла и электричества. При этом распределённые тепловые параметры трансформатора моделируются сосредоточенными электрическими параметрами, распределённые источники тепла – сосредоточенными источниками электрических потерь и распределённые тепловые сопротивления – сосредоточенными активными сопротивлениями. Затем составляется электрическая схема, моделирующая процессы теплопередачи в трансформаторе.

Определяем величину теплового потока между катушкой и сердечником:

где: - тепловое сопротивление катушки собственному потоку потерь.

- тепловое сопротивление гильзы.

- тепловое сопротивление граничных слоёв: поверхность катушки – среда и поверхность сердечника – среда соответственно.

Определяем по таблицам № 10. и 11. для выбранного магнитопровода тепловые сопротивления элементов схемы замещения:

41. Определяем тепловое сопротивление катушки от максимально нагретой области до каркаса.

Полученное значение X оказалось меньше нуля, т.е. тепловой поток направлен от сердечника к катушке и максимально нагретая область находится на каркасе, в этом случае необходимо определить тепловой поток катушка – сердечник по формуле:

Полученное значение , для теплового потока, возникающего в сердечнике, которая будет, излучатся в окружающую среду через катушку может быть определена по формуле:

Расчётная тепловая схема замещения трансформатора при расположении максимально нагретой области в сердечнике (тепловой поток направлен от сердечника к катушке).

42. Максимальное превышение температуры катушки в этом случае определяется по формуле:

Среднее повышение температуры катушки:

где:

43. Оценка результатов расчета перегрева во избежание грубых ошибок при расчёте максимальной температуры перегрева её приближённое значение определяем по упрощенной формуле:

где: - перепад температуры от внутренних слоёв обмоток к наружным, который для пропитанных лаком катушек приближённо может быть принят равным .

- удельный коэффициент теплоотдачи.

- открытая поверхность сердечника трансформатора, (см2).

;

что сравнимо с точным расчетом:

44. Максимальная температура обмотки равна:

где: - температура окружающей среды; (приведена в задании и равна ).

Определение К.П.Д. трансформатора и выбор проводов для вывода обмоток.

45.Находим К.П.Д. трансформатора по формуле:

46.Для обмоток выполненных проводом более 0.35 выводы и отводы делаем самим проводом, причём на обмотках 1 и 3 отводы делаются петлёй, выходные концы заключаются в изоляционные трубки.

cyberpedia.su

Температура - трансформатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Температура - трансформатор

Cтраница 4

Между любыми двумя установившимися тепловыми режимами, в каждом из которых температура трансформатора остается неизменной, лежит переходный тепловой режим, в течение которого температура меняется. [46]

При неизменной нагрузке и температуре окружающего воздуха такой режим характеризуется постоянством температуры трансформатора и отдельных его частей. Практически он наступает через 7 - 18 ч после включения трансформатора под нагрузку. К этому времени наступает равновесное состояние: энергия, выделившаяся в трансформаторе за время А. [47]

В этом случае потери вследствие изменения активного сопротивления обмоток изменяются с изменением температуры трансформатора. Второе условие в применении к масляным трансформаторам также соблюдается лишь в немногочисленных случаях. Чаще всего количество отведенной в единицу времени теплоты пропорционально превышению температуры в степени больше единицы. Это объясняется тем, что более высокие превышения температуры и температурные уровни, как правило, обусловливают улучшение теплопередачи. [49]

Важнейшим требованием, предъявляемым к эксплуатации трансформаторных установок, является контроль за температурой трансформаторов. Это объясняется тем, что при работе трансформатора с температурой выше допускаемой, сокращается срок службы находящегося в нем изоляционного масла. Для контроля за температурой на крышке трансформатора установлен ртутный термометр. [50]

Важнейшее требование, предъявляемое к эксплуатации трансформаторных установок, - контроль за температурой трансформаторов. Это объясняется тем, что при работе трансформатора с температурой выше допускаемой, сокращается срок службы изоляции обмоток и находящегося в нем изоляционного масла. Для контроля за температурой на крышке трансформатора установлен ртутный термометр. Так как степень нагрева трансформатора определяется в основном величиной нагрузки, то за ней ведется систематический контроль, осуществляемый по показаниям амперметров, которыми снабжены трансформаторы мощностью 1000 кВ А и выше. [51]

Важнейшим требованием, предъявляемым к эксплуатации трансформаторных установок, является контроль за температурой трансформаторов. Это объясняется тем, что при работе трансформатора с температурой выше допускаемой сокращается срок службы находящегося в нем изоляционного масла. [52]

При отключении охлаждения ( прекращении циркуляции масла, воды или останове вентиляторов дутья) температура трансформатора быстро повышается. Трансформаторы оборудуют сигнализацией о прекращении циркуляции масла, охлаждающей воды или об останове вентиляторов дутья. Циркуляция масла включена постоянно вне зависимости от нагрузки и температуры масла во избежание возникновения местных перегревов отдельных частей трансформатора. [53]

При отключении охлаждения ( прекращении циркуляции масла, воды или останове вентиляторов дутья) температура трансформатора быстро повышается. Для своевременного принятия мер по исправлению повреждений в системе принудительного охлаждения трансформаторы оборудуют сигнализацией о прекращении циркуляции масла, охлаждающей воды или об останове вентиляторов дутья. Циркуляция масла должна быть включена постоянно вне зависимости от нагрузки и температуры масла во избежание возникновения местных перегревов отдельных частей трансформатора. [54]

Включение трансформатора в сеть производится толчком без предварительного подогрева трансформатора независимо от времени года и температуры трансформатора, но не ранее чем через 12ч после последней доливки масла. Включение толчком является совершенно безопасным, так как установлено, что даже при наличии повреждений современные виды защиты трансформатора отключают его достаточно быстро, чтобы не дать большого развития повреждений. [55]

Сопоставление допустимых времен перегрузки трансформатора с защитными характеристиками предохранителей позволяет заключить, что при малых перегрузках температура трансформатора достигает предельно допустимого значения раньше, чем перегорят вставки, при больших же кратностях тока, наоборот, вставки перегорят раньше, чем температура трансформатора дэ-стигнет предельно допустимых величин. [56]

Температура трансформатора сначала повышается быстро ( рис. 41, а), так как мала разность температур трансформатора и окружающей среды. Следовательно, количество тепла, излучаемого в окружающую среду, также мало и потеря энергии в трансформаторе расходуется в основном на его нагрев. [57]

Температура трансформатора после его включения сначала повышается быстро ( рис. 61), так как разность температур трансформатора и окружающей среды ГОКр мала. [58]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Нагрев и охлаждение трансформаторов

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.

Даже средняя температура верхней катушки обмотки трансформатора, удовлетворяющего по нормам нагрева стандарту, может быть более 115. Например, пусть температура окружающего воздуха , превышение средней температуры обмотки и осевой перепад температуры масла в обмотке (это значение больше, чем бывает обычно, но стандартом не запрещено). При этих данных средняя температура верхней катушки .

(Для нормальных климатических факторов внешней среды значение есть наибольшее значение естественно изменяющейся температуры воздуха, а тепловая постоянная времени трансформа торов, у которых , составляет несколько часов. Также приближенная, но более точная оценка должна производиться при использовании для наибольшей среднесуточной или эквивалентной суточной температуры воздуха. (Прим. ред.))

Температура наиболее нагретой точки еще выше на несколько градусов.

Согласно рекомендациям МЭК [4] допускаются: при кратковременных нагрузках – температура наиболее на гретой точки обмотки 140°С; при коротком замыкании – средняя температура обмоток из меди 250°С и обмоток из алюминия 200°С. На практике благодаря быстрому прекращению процесса короткого замыкания и малой плотности тока в обмотке при нормальных эксплуатационных нагрузках указанные предельные значения температуры для режима короткого замыкания не достигаются.

Для того чтобы найти среднюю температуру верхней катушки при коротком замыкании, необходимо к 250 или 200°С прибавить половину осевого перепада температуры масла в обмотке. С учетом этого средняя температура верхней катушки может достигать при коротком замыкании 260 и 210°С соответственно для обмоток из меди и алюминия.

Ненормируемые стандартами превышения и перепады температуры

Под превышением средней температуры масла в обмотке, обозначаемым

черезподразумевается превышение средней температуры масла, циркулирующего в охлаждающих каналах у поверхности обмотки, над температурой охлаждающей среды. Температура масла, поступившего в обмотку внизу, увеличивается приблизительно пропорционально пройденному пути вдоль обмотки.

(Это приближенное положение является основой для принятой упрощенной методики расчета. В действительности температура масла и обмоток изменяется по высоте по нелинейному закону [6, с. 71–75], что следует учитывать, особенно при сопоставлении температуры наиболее нагретой точки обмоток и средней температуры обмоток, измеренной по изменению сопротивления. (Прим. ред.))

Превышение средней температуры масла в обмотке при естественной циркуляции определяется как разность превышения наибольшей температуры масла

в баке и половины осевого перепада температуры масла в обмотке, поскольку наибольшая температура масла в баке практически равна температуре масла, выходящего из обмотки.

Для трансформаторов с принудительной циркуляцией масла превышение средней температуры масла в обмотке определяется на основании измерений превышения температуры и расчетов, исходя из данных измерений, полученных при определении превышения средней температуры обмотки в процессе остывания.

Под превышением средней температуры масла в теплообменнике, обозначаемым через , подразумевается логарифмическая разность температур

(В отечественной литературе эта разность температур называется среднелогарифмической разностью температур двух теплоносителей или среднелогарифмическим температурным напором вдоль поверхности теплообмена. (Прим. ред.))

охлаждаемого масла и охлаждающего воздуха. Логарифмическая разность температур определяется двумя составляющими: перепадом температуры со стороны воздуха и перепадом температуры со стороны масла. Перепадом температуры по толщине стенки теплообменника пренебрегают. При заданном способе охлаждения потери, которые необходимо отвести, и логарифмическая разность температур полностью определяют размеры теплообменника.

Если к температуре охлаждающей среды прибавить превышение средней температуры циркулирующего в теплообменнике воздуха и превышение средней температуры масла в теплообменнике (логарифмическую разность температур), то получим среднюю температуру масла в теплообменнике. При естественной циркуляции масла эта величина ненамного отличается от средней температуры масла в обмотке. В случае принудительной циркуляции масла из-за имеющего место перемешивания масла средняя температура масла в обмотке выше, чем средняя температура масла в охладителе.

Разность превышений средних температур обмотки и масла в обмотке определяется путем вычитания превышения средней температуры масла в обмотке из превышения средней температуры обмотки. Эта температурная ступень имеет две составляющие: перепад температуры по толщине изоляции проводника и перепад температуры между поверхностью изоляции обмотки и окружающим обмотку маслом.

Теплотехнический расчет обмотки трансформатора начинается с определения этой разности превышений температур, которая называется превышением средней температуры обмотки над средней температурой масла в обмотке и обозначается через . Если эту разность превышений температуры вычесть из нормированного превышения средней температуры обмотки над температурой охлаждающего воздуха, то в случае естествен ной циркуляции масла получим сумму превышения сред ней температуры охлаждающего воздуха в радиаторе и логарифмической разности температур охлаждаемого масла и охлаждающего воздуха в радиаторе.

(Здесь принимается, что средняя температура масла в обмотке равна средней температуре масла в радиаторе. (Прим. ред.))

В случае принудительной циркуляции масла необходимо учитывать влияние перемешивания масла.

При расчете трансформаторов и их систем охлаждения, кроме приведенных, рассчитываются еще много превышений и перепадов температуры. Используемые обозначения поясняются на диаграмме рис. 1-1 и в табл. 1-1. На рис. 1-1 в системе координат , где – температура и Н – высота, показаны температуры, превышения и перепады температуры для частей трансформатора с естественной циркуляцией масла.

Таблица 1-1

Наименования обозначенных на рис. 1-1 температур, превышений и перепадов температуры

Таблица 1-2

Физические характеристики трансформаторного масла марки ТО-35К

Температура υ, 0С	Плотность ρ, кг/м3	Удельная теплоемкость с, Дж/(кг 0С)	Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м 0С)	Температурный коэффициент объемного расширения β, 0С-1	Коэффициент кинематической вязкости ν, м3/с	Коэффициент температуропроводности α, м2/с	Критерий Прандтля Рr
-15	902	1700	0,1341	6,20·10-4	450·10-6	8,758·10-8	5130
-10	899	1720	0,1337	6,35·10-4	290·10-6	8,663·10-8	3340
-5	896	1740	0,1333	6,40·10-4	180·10-6	8,568·10-8	2100
0	893	1764	0,1330	6,55·10-4	120·10-6	8,453·10-8	1419
5	890	1785	0,1326	6,70·10-4	85·10-6	8,359·10-8	1016
10	887	1805	0,1322	6,80·10-4	62·10-6	8,270·10-8	749
15	884	1825	0,1318	6,90·10-4	45·10-6	8,182·10-8	549
20	882	1848	0,1314	7,00·10-4	35·10-6	8,074·10-8	433
25	879	1870	0,1310	7,15·10-4	27·10-6	7,989·10-8	337
30	876	1890	0,1306	7,25·10-4	21·10-6	7,906·10-8	265
35	873	1910	0,1303	7,40·10-4	17·10-6	7,823·10-8	217
40	870	1930	0,1299	7,50·10-4	14·10-6	7,742·10-8	180
45	867	1950	0,1295	7,65·10-4	11,5·10-6	7,662·10-8	150
50	864	1975	0,1291	7,75·10-4	9,7·10-6	7,583·10-8	127
55	861	1995	0,1287	7,80·10-4	8,2·10-6	7,524·10-8	108
60	858	2015	0,1283	7,90·10-4	7,0·10-6	7,447·10-8	93,9
65	855	2040	0,1280	7,90·10-4	6,1·10-6	7,371·10-8	82,7
70	852	2060	0,1276	7,95·10-4	5,4·10-6	7,297·10-8	74
75	849	2080	0,1272	7,95·10-4	4,7·10-6	7,223·10-8	65
80	847	2100	0,1268	7,95·10-4	4,2·10-6	7,151·10-8	58,7
85	844	2120	0,1264	8,00·10-4	3,8·10-6	7,079·10-8	53,6
90	841	2140	0,1260	8,00·10-4	3,5·10-6	7,025·10-8	49,8
95	838	2160	0,1257	8,00·10-4	3,2·10-6	6,955·10-8	46
100	835	2180	0,1253	8,00·10-4	3,0·10-6	6,887·10-8	43,5

Таблица 1-3

Физические характеристика сухого воздуха при давлении р = 101325 Па

Температура υ, 0С	Плотность ρ, кг/м3	Удельная теплоемкость с, Дж/(кг 0С)	Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м 0С)	Температурный коэффициент объемного расширения β, 0С-1	Коэффициент кинематической вязкости ν, м3/с	Коэффициент температуропроводности а, м2/с	Критерий Прандтля Рr
-20	1,365	1008	2,26·10-2	253	11,93·10-6	16,50·10-6	0,724
0	1,252	1008	2,37·10-2	273	13,70·10-6	18,95·10-6	0,723
10	1,206	1008	2,455·10-2	283	14,70·10-6	20,40·10-6	0,722
20	1,164	1012	2,525·10-2	293	15,70·10-6	21,80·10-6	0,722
30	1,130	1012	2,580·10-2	303	16,61·10-6	23,05·10-6	0,722
40	1,092	1012	2,650·10-2	313	17,60·10-6	24,40·10-6	0,722
50	1,056	1016	2,720·10-2	323	18,60·10-6	25,80·10-6	0,722
60	1,025	1016	2,800·10-2	333	19,60·10-6	27,20·10-6	0,722
70	0,996	1016	2,865·10-2	343	20,45·10-6	28,40·10-6	0,722
80	0,968	1020	2,930·10-2	353	21,70·10-6	30,10·10-6	0,722
90	0,942	1020	3,000·10-2	363	22,90·10-6	31,80·10-6	0,722
100	0,916	1020	3,070·10-2	373	23,78·10-6	32,95·10-6	0,722

Необходимые в дальнейших расчетах физические характеристики масла и воздуха приведены в табл. 1-2 и 1-3 соответственно.

klevoz.ru

Определение температуры нагрева трансформатора. Температура перегрева трансформатора

Допустимая температура частей трансформатора

Температура - обмотка - трансформатор

Температура - обмотка - трансформатор

2.9 Определение температуры перегрева и КПД трансформатора. Расчет силового трансформатора

Похожие главы из других работ:

4. Определение температуры теплоносителя на выходе из ядерного реактора tт1

5. Определение температуры теплоносителя на входе в ядерный реактор tт2

2.1 Алгоритм Вульфа. Определение критической температуры

5. Определение максимальной температуры

6.2 Определение критической температуры

2.1 Определение температуры выхода охладителя

3.1 Определение температуры «жидкостной» стенки

1.2 Определение массивности здания и расчетной температуры

3. Определение температуры воздушного потока

3. Расчёт мощности потерь и перегрева

13. Окончательный расчет превышения температуры обмоток и масла трансформатора

3. Определение температуры уходящего воздуха

5.2 Определение температуры газов на выходе из топки

1. Тепловой расчет трансформатора и выявление зависимости изменения температуры трансформаторного масла от температуры воздуха при номинальном режиме

Проверка допустимости перегрева кабеля при протекании по нему пикового тока в течение времени срабатывания защиты

Тепловые характеристики и тепловые процессы в трансформаторе

Заказать сухой трансформатор прямо сейчас!

Определение температуры нагрева трансформатора. — КиберПедия

Температура - трансформатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Температура - трансформатор

Нагрев и охлаждение трансформаторов

Глава первая

Общие понятия и явления

1-1. Температуры и превышения температуры частей трансформатора.