ВЫБОР ТИПА БАКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО РАЗМЕРОВ

Схематично некоторые виды баков показаны на рис. 26 и 27.

Самым простым является бак овальной формы с гладкими стенками (рис. 26, а). Однако, при значительной мощности трансформатора поверхность такого бака недостаточна, чтобы рассеять выделенное тепло, и её искусственно увеличивают.

Для этих целей используют баки со стенками в виде волны (рис. 27, а), трубчатые баки (рис. 26, б), у которых в корпус бака вварены ряды охлаждающих труб (до четырех рядов), по которым нагретое масло стекает сверху вниз, охлаждаясь окружающим воздухом, и баки с навесными радиаторами (рис. 27,б). Радиаторы имеют развитую поверхность охлаждения и крепятся к корпусу бака при помощи вваренных в него патрубков с фланцами (сверху входной патрубок радиатора, снизу - выходной).

В указанных баках происходит естественное масляное охлаждение, при котором масло циркулирует под действием разности температур в верхних и нижних слоях масла, а корпус бака охлаждается за счет естественной конвекции и излучения (вид охлаждения М).

В трансформаторах свыше 10000 кВА применяют искусственное охлаждение:

дутьё, при котором охладители (радиаторы) обдуваются струей воздуха от вентилятора (тип охлаждения Д), и принудительную циркуляцию масла с помощью насоса (Ц).

При выборе конструкции бака ориентируются на мощность трансформатора (табл. 33).

Таблица 33. Типы баков силовых масляных трансформаторов

Рис. 26. Баки масляных трансформаторов: гладких (в плане) (а) и с охлаждающими трубами (б), 1-корпус бака, 2-приваренные трубы

Рис. 27. Баки масляных трансформаторов со стенками в виде волн (а)

и с навесными радиаторами (б), 1-корпус бака, 2-волна, 3-навесной радиатор

Сначала необходимо определить размеры гладкого бака: ширину B, длину А и высоту Н (рис. 26).

Ширина бака

,

где – наружный диаметр обмотки BH, – добавочный размер, зависящий от расположения отводов. Отводы от обмоток НН и ВН располагаются по разные стороны от трансформатора. Поэтому

,

где S ₁, S ₂ – расстояние от отвода обмотки ВН до этой обмотки и до стенки бака (рис. 28), S ₃ – расстояние отвода обмотки НН до обмотки ВН, S ₄ – расстояние отвода обмотки НН до стенки бака, и – диаметры отводов ВН и НН с учетом изоляции. Рекомендуемые размеры S в зависимости от испытательного напряжения указаны в табл. 34, Рекомендуемые диаметры отводов мм, мм. Диаметр отводов с изоляцией

= d + 2 δ_ИЗ, где δ_ИЗ – толщина изоляции отвода по табл. 34.

Рис. 28. Расстояния до отводов

Таблица 34. Минимально допустимые изоляционные расстояния от отводов

Длина бака

,

где С – расстояние между осями стержней магнитопровода

(рис. 5 и п. 3.11).

Высота бака

,

где l _C – длина стержня магнитопровода; – высота ярма; – минимально допустимое расстояние от ярма до крышки бака, зависящее от высшего напряжения обмоток: при U _ВН = 6 - 10 кВ; = 0,16 м; при 20 кВ – 0,3м; при 35 кВ – 0,4 м.

Поверхность стенок гладкого бака

, м².

Поверхность крышки определяется как площадь овала (рис. 26, а) с учетом того, что сверху к баку приварена рама, на которую помещается крышка, и эта рама имеет ширину 0,08 м:

, м².

Для гладкого бака поверхности охлаждения конвекцией и излучением равны:

,

где коэффициент 0,5 учитывает закрытие части поверхности крышки.

Для баков с дополнительными охлаждающими элементами необходимо определить конструктивные параметры этих элементов, чтобы найти их поверхности излучения и конвекции.

Рассмотрим порядок такого расчета.

1.определяем допустимое превышение температуры масла над температурой воздуха с учетом перегрева обмоток

,

где величина берется для наиболее нагретой обмотки (п.3.12).

2.Определяем допустимое превышение температуры стенки бака над воздухом

,

где - перепад температуры между маслом и стенкой бака, который предварительно можно принять равным 5-7°.

Если соблюдается неравенство

,

то температуру можно использовать в дальнейшем расчете. Если неравенство не соблюдается, то

Коэффициент 1,2 учитывает, что температура масла в верхних слоях приблизительно на 20% выше средней. Найденные значения используются в дальнейших расчетах.

3. Ориентировочная поверхность излучения бака, определяемая внешним периметром бака с учетом выступов от навесных радиаторов, труб, волн:

,

где - определенная ранее поверхность гладкого бака, К - коэффициент увеличения поверхности, равный: К = 1 для гладкого бака, К = 1,2-1,5 для баков с волнами и трубами, К = 1,5-2 для баков с навесными радиаторами.

4. Необходимая поверхность теплоотдачи конвекцией

5. Определяем коэффициент увеличения поверхности охлаждения бака по сравнению с поверхностью гладкого бака

и требуемую дополнительную поверхность

.

По найденному значению П _доп или К _У определяем число и размеры дополнительных элементов и находим уточненные значения поверхностей, по которым окончательно рассчитываем превышение температуры.

Поиск по сайту: