Тепл
.docxРасчёт теплового режима силового трансформатора
Таблица 1 – Суточный график нагрузки
Часы |
Нагрузка |
Часы |
Нагрузка |
Часы |
Нагрузка |
1 |
0,69 |
9 |
1,29 |
17 |
0,78 |
2 |
0,72 |
10 |
1,13 |
18 |
0,83 |
3 |
0,77 |
11 |
0,98 |
19 |
0,89 |
4 |
0,85 |
12 |
0,92 |
20 |
0,92 |
5 |
0,96 |
13 |
0,86 |
21 |
0,9 |
6 |
1,15 |
14 |
0,8 |
22 |
0,85 |
7 |
1,3 |
15 |
0,75 |
23 |
0,8 |
8 |
1,33 |
16 |
0,75 |
24 |
0,69 |
Рисунок 1 – Суточный график нагрузки
Выделяем участок наибольшей перегрузки h’ = 5 часов (6-10 интервалы).
По оставшимся интервалам рассчитываем начальную нагрузку К1 эквивалентного графика.
Таблица 2 – Интервалы нагрузки для определения К1
1 |
1 |
0,69 |
0,476 |
0,476 |
2 |
0,72 |
0,518 |
0,518 |
|
3 |
0,77 |
0,593 |
0,593 |
|
4 |
0,85 |
0,723 |
0,723 |
|
5 |
0,96 |
0,922 |
0,922 |
|
11 |
0,98 |
0,960 |
0,960 |
|
12 |
0,92 |
0,846 |
0,846 |
|
13 |
0,86 |
0,740 |
0,740 |
|
14 |
0,8 |
0,640 |
0,640 |
|
15 |
0,75 |
0,563 |
0,563 |
|
16 |
0,75 |
0,563 |
0,563 |
|
17 |
0,78 |
0,608 |
0,608 |
|
18 |
0,83 |
0,689 |
0,689 |
|
19 |
0,89 |
0,792 |
0,792 |
|
20 |
0,92 |
0,846 |
0,846 |
|
21 |
0,9 |
0,810 |
0,810 |
|
22 |
0,85 |
0,723 |
0,723 |
|
23 |
0,8 |
0,640 |
0,640 |
|
24 |
0,69 |
0,476 |
0,476 |
Рассчитываем перегрузку К’2 эквивалентного графика нагрузки.
Таблица 3 – Интервалы нагрузки для определения К’2
6 |
1 |
1,15 |
1,323 |
1,323 |
7 |
1,3 |
1,690 |
1,690 |
|
8 |
1,33 |
1,769 |
1,769 |
|
9 |
1,29 |
1,664 |
1,664 |
|
10 |
1,13 |
1,277 |
1,277 |
Полученное значение сравниваем с .
Так как , то принимаем
Рисунок 2 – Двухступенчатый график нагрузки трансформатора
Расчет тепловых характеристик трансформатора
Определим эквивалентную температуру охлаждающей среды и постоянную времени нагрева трансформатора, примем температуру охлаждающей среды:
Параметры для ТРДНС - 25000/10:
Определим теплоёмкость трансформатора:
Приближенный расчет:
Превышение температуры верхних слоев масла над температурой охлаждающей среды при номинальной нагрузке для системы охлаждения трансформатора Д:
Коэффициенты x и y для системы охлаждения трансформатора Д:
Определим постоянную времени нагрева:
Произведем расчет температуры наиболее нагретой точки обмотки, для этого рассчитаем температуру в установившемся тепловом режиме для эквивалентной нагрузки К1.
Сначала определим превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды:
Определим превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла:
Температура наиболее нагретой точки обмотки в номинально режиме работы тр-ра:
Теперь рассчитаем температуру в установившемся тепловом режиме для эквивалентной нагрузки К2:
Рассчитаем температуру наиболее нагретой точки в переходном тепловом режиме нагрева.
Рассчитаем температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном режиме снижения температуры.
Построим график изменения температуры масла и обмотки.
Температура масла в точках А и Б (начало и конец режима нагрузки К2).
Определим интервалы времени для расчёта экспоненты нагрева масла.
Рассчитаем температуры в точках Б1, Б2, Б3, Б4, Б5, Б6, Б7, И1, И2, И3, И (процесс нагрева в режиме нагрузки К2).
Рассчитаем температуры в точках В1, В2, В3, В4, В5, В6, В7, В8, В9, В10, К1, К2, К3, К (процесс охлаждения в режиме нагрузки К1).
Температура обмотки в точках Г и Д (конец режима нагрузки К1 – начало режима нагрузки К2).
Температура обмотки в точках Е и Ж (конец режима нагрузки К2 – начало режима нагрузки К1).
Кривая ДК повторяет кривую АБ с учётом превышения .
Кривая ЖЗ повторяет кривую БВ с учётом превышения .
По рассчитанным точкам построим график (рисунок 24).
Рисунок 3 – График теплового режима трансформатора
Расчёт износа изоляции
Участок графика с неизменной температурой примем за один интервал, равный
Базовая температура наиболее нагретой точки, при которой скорость расчётного износа витковой изоляции соответствует сроку службы трансформатора, условно принятого за единицу, и равная
Шестиградусное правило старения изоляции - температурный интервал, который означает, что при изменении температуры наиболее нагретой точки обмотки на каждые 6 относительный износ витковой изоляции и срок службы трансформатора изменяется в 2 раза. (
Таблица 4 – Определение износа изоляции
Интервал |
, |
,ч. |
Fi |
Суточный износ F |
10.1-11.114 |
86.068 |
1.014 |
0.011 |
0.12 |
11.114-12.128 |
92.313 |
1.014 |
0.022 |
|
12.128-15.509 |
87.923 |
3.381 |
0.044 |
|
15.509-18.89 |
77.43 |
3.381 |
0.013 |
|
18.89-22.271 |
72.718 |
3.381 |
0.008 |
|
22.271-24 |
71.156 |
1.729 |
0.006 |
|
0-3.52 |
70.574 |
1.042 |
0.005 |
|
3.52-10.1 |
70.149 |
6.576 |
0.011 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При данном суточном износе трансформатор оказался недогружен, то есть не использует свои возможности по полной. Необходимо дополнительно его нагрузить или при выборе трансформатора взять его меньшей мощности.
Расчет допустимых нагрузок и перегрузок
По значению коэффициента износа и следующим ограничениям можно определить вид графика нагрузки.
График нагрузки при не превышение приведенных ниже ограничений следует относить к графикам допустимых систематических нагрузок.
Рисунок 4 – Норма допустимых систематических нагрузок трансформаторов
Рисунок 5 – Норма допустимых аварийных перегрузок
Для системы охлаждения Д и температуры охлаждающей среды 10, значение допустимой нагрузки и аварийной перегрузки в [1, табл.1.36].
Ограничения по температуре:
В ходе определения допустимых нагрузок и перегрузок было выявлено, что график нагрузки ТСН (ТРДНС-25000/10) относится к графикам допустимых систематических нагрузок и работа ТСН при таком графике нагрузки допустима.