Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Установившейся темпера-и/рой пазы пае геи температура обмогки (сердечника) при тепловом рав11овеспи.

Температурой перегрева обмотки (сердечника) называют разность между установившейся температурой обмоткн (сердечника) и температурой окружающего воздуха. Примерный характер изменения температуры не-

Р1И1С. 1-6. Завио.чмость изменения тсмнорату-ры перегрева от .времени работы трансформатора.

регрева в зависи.мости от времени работы трансформатора приведен на рис. 1-6.

Опыто.м установлено, что кривая нагрева (рис. 1-6) достаточно близко совпадает с эксноиенциальпой кривой, выражаемой уравнением

Дх = Дт

(1-48)

температура перегрева в произвольный момент времени, °С;

Дхуут - установившаяся температура перегрева, С; = 2,718--основание натуральных логарифмов;

t ~ время, прошедшее с момента включения трансформатора, мин; Г -постоянная времени нагрева, мин.

Если бы все тепло, выделяемое в обмотках и сердечнике, затрачивалось лишь на их нагрев и передача тепла окружающей среде отсутствовала, то темггература перегрева обмоток И сердечника менялась бы по линейному закону (как показано нунктирной прямой >на рис. 1-6)

и достигала бы своего установившегося значения значч-тсльно быстрее, чем это происходит фактически, По-стоянкой времени нагрева (Т) называется время, в течение которого достигается установившаяся температура перегрева при полной тепловой изоляции нагреваемого тела от окружающей среды.

Из уравнения (1-48) видно, что уже при / = 47 достигается температура перегрева, равная 98% от установившейся. Поэтому можно без существенной погрешности считать, что за это время процесс нагрева заканчивается.

Величину постоянной времени нагрева трансформатора Т можно найти, исходя из следующих соображений.

Если вся энергия, выделяемая в трансформаторе, расходуется целиком на его нагрев и передача тепла окружаю]цей среде отсутствует, то справедливо следующее уравнение теплового равновесия:

Pnt=xCrpG,p: (1-49)

где Яп./ст + Ялг -суммарные потери в трансформаторе;

Ст1, - суммарная удельная теплоемкость

трансформатора; Отр - общий вес трансформатора. При достижении установившейся температуры перегрева = 7 и ДхДтуст. После подстановки этих значений в (1-49) можно найти постоянную времени 7 но формуле

Суммарная удельная теплоемкость и общий вес Tpai[c-форматора могут быть найдены из выражений

Ст,> - --. (1-Ы)

Отр - + Ом + Gns (1-52)

где Сет, Сиз И GcTi Gm, Gng - теплоемкости и веса стали, меди и изоляционных материалов.

В выражения (1-48) и (1-50) входит установившаяся температура перегрева Лтуст. являю1ца}ся весьма ва/К-

ным параметром, поскольку она определяет собой мощность, которую можно снять с трансформатора, и срок его службы.

Для определения установившейся температуры перегрева воспользуемся тем обстоятельством, что все потери эпергни, выделяемые трансформатором в установившемся режиме в виде тепла, полностью отводятся в окружающую среду. Отвод тепла осуществляется через открытые наружные поверхности обмоток и сердечника, которые называют поверхностями охлаждения обмоток и сердечника. Суммарные потери в трансформаторе могут быть найдены по формуле

Ри трохл.трАтус., бД, (1-53)

где - коэффициент теплоотдачи, emjCM-C, охл.тр - суммарная поверхность охлаждения, см.

Коэффициентом теплоотдачи, как это следует из (1-53), Называется количество тепла или пропорциональной ему мощности, отдаваемой I см охлаждающей поверхности, если температура этой поверхности выше температуры окружающей среды на \°С.

Из выражения (1-53) можно определить установившуюся температуру перегрева трансформатора

Во время работы трансформатора в установившемся режиме различные его части нагреваются неодинаково, и поэтому имеет место частичная передача тепла от более нагретых частей менее нагретым в местах их соприкосновения- Указанное перераспределение те[[ла между элеме]!тами конструкции трансформатора зависит от многих факторов: частоты питающей сети, качества магнитных и проводниковых материалов, соотношения между потерями в магнитопроводе и в обмотках и конструкции всего трансформатора в целом.

Однако для большинства современных конструкций силовых трансформаторов малой мощности (и в особенности для трансформаторов, питающихся от сети с частотой 50 гц) можно без существенной погрешности считать, что взаимная передача тепла между сердечником и обмоткой отсутствует, и определять устаиовившуюсл температуру их перегрева по формулам

Аот= -; (1-54)

1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86