Учебное пособие: Тепловой расчет силового трансформатора

Для расчета поверхности теплообмена необходимые данные выбрать из табл. 1 в соответствии с рис. 2.

Рис. 2. Элементы трубчатого бака.

Развернутую длину трубы в каждом ряду, м, определяют по уравнению:

-для первого (внутреннего) ряда

,

- для второго ряда

,

- для третьего ряда

 и так далее.

Число труб в одном ряду на поверхности бака овальной формы

.

Поверхность излучения бака с трубами, м2,

,(1.7)

где d — диаметр круглой трубы (51 или 30 мм) или больший размер поперечного сечения овальной трубы (72 мм); а1, R, tР — размеры из табл. 1 для выбранной трубы, мм.

Для второго и последующих рядов размер аi рассчитывают по выражению

аi = аi–1+ tР,

где i = 2,3,… — номер расчетного ряда.

Высота крепления трубок к баку, м :

- для второго ряда

,

-для первого ряда

.

Расчетная поверхность конвекции бака с трубами, м2,

 , (1.8)

где FК,ГЛ — поверхность конвекции гладкого бака и крышки, рассчитанные по (1.5) или (1.6), м2;

кФ — коэффициенты, выбираемые по табл. 2;

FК,ТР — поверхность конвекции труб, м2,

, (1.9)

где Fl — поверхность 1м трубы, принятая из табл. 1.

Таблица. 2 Значение коэффициентов кф.

Поток теплоты, передаваемый маслом воздуху через стенку бака, Вт

, (1.10)

где к — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 × К);

FК — наружная расчетная поверхность бака, определена по (1.5) или (1.6) — для гладкого бака и по (1.8) — для бака с охлаждающими трубами, м2;

DtМ – В — разность температур между маслом и воздухом, °С, найдена ранее по (1.4).

Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 × К), можно рассчитать по формуле для плоской стенки

,

где dС — толщина стенки бака, обычно 3 – 5 мм;

lС — коэффициент теплопроводности бака, Вт/(м × К), бак

выполнен из стали,

lС = 45 ¸ 55 Вт/(м × К);

ВН, Н — коэффициенты теплоотдачи с внутренней и наружной поверхности стенки бака, Вт/(м2 × К).

Расчет коэффициентов теплоотдачи от масла к стенке ВН и от стенки к воздуху Н производится для условий теплоотдачи при естественном движении и воздуха, и масла согласно [3, 4, 6].

Физические параметры воздуха принять из приложения 2 по расчетной температуре воздуха, а для трансформаторного масла из приложения 3 — по средней температуре масла. Константы критериальных уравнений выбрать из приложений 4,5 с учетом условий теплоотдачи и вертикального расположения бака.

Уточняются температуры, °С,:

- наружной поверхности бака

, (1.11)

где tВ — температура воздуха, °С; и

- трансформаторного масла внутри бака

, (1.12)

где tС — температура внутренней поверхности бака.

Ввиду малого термического сопротивления стенки бака (), температуры на внутренней и наружной поверхности бака можно принять одинаковыми.

Поток теплоты, излучаемый с поверхности бака, Вт,

, (1.13)

где с0 = 5.67 Вт/(м2×К4) — коэффициент излучения абсолютно черного тела;

e — степень черноты стенки бака. Для окисленной стали принять e » 0.8.

FЛ — поверхность излучения, м2, определена по (1.5) или (1.6) — для гладкого бака, и по (1.7) — для бака с охлаждающими трубами;

ТС — температура поверхности бака, К, уточненная по (1.11);

ТВ — температура тел, воспринимающих поток лучистой энергии, принимается равной температуре воздуха, К.

Правильность расчетов оценивается по общему (суммарному) потоку тепловой энергии, Вт,

. (1.14)

Он не должен значительно отличаться от принятого по (1.1).

Расчет необходимо выполнить для разных значений температуры окружающего воздуха и представить зависимость изменения температуры масла от температуры воздуха.

При заданной температуре воздуха (наибольшей) аналогично выполнить расчеты и определить зависимость изменения температуры масла от нагрузки трансформатора, принимая разные значения коэффициента загрузки кЗ в соответствии с заданием. Результаты различных вариантов расчета оформить в виде таблиц. Полученные зависимости проанализировать и прокомментировать.

тема 2. Расчет системы обеспечения микроклимата ячеек ру 6-10 кв

Комплектное распределительное устройство (КРУ) — это совокупность электротехнического оборудования, необходимого для схемы распределительных устройств (РУ), смонтированного в отдельных шкафах. Они широко применяются на распределительных подстанциях энергосистем, преобразовательных подстанциях, подстанциях промышленных и сельскохозяйственных предприятий и т.д. РУ набирается из отдельных шкафов КРУ со встроенным в них электротехническим оборудованием высокого напряжения, устройствами релейной защиты, приборами измерения, автоматики, масляными выключателями и др. В настоящее время широко применяют наружную установку шкафов КРУ. Для надежности работы оборудования вне зависимости от условий окружающей среды необходимо поддерживать определенный микроклимат по температуре и влажности воздуха внутри шкафов КРУ. В холодный (зимний) период года возможно переохлаждение и замерзание масла, что нарушит работу масляных выключателей, недопустимо также переохлаждение системы релейной защиты и образование инея (десублимации влаги) при высокой относительной влажности воздуха. В весенне-осенний период наблюдается большая амплитуда суточного колебания температуры и при высокой влажности воздуха возможно выпадение влаги в жидкой фазе на изоляторах. Обеспечение теплового режима в разное время года подогревом воздуха внутри шкафов КРУ позволит исключить эти нежелательные явления и обеспечит надежную работу оборудования. Задачей курсовой работы по второй теме является расчет мощности нагревательных устройств с целью обеспечения температурного режима в зимних условиях и влажностного режима в переходные периоды года.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8