В виду того, что суммарные потери короткого замыкания и холостого хода для двух вариантов расчета трансформатора с медными и алюминиевыми обмотками отличаются мало, полный тепловой расчет проводим только для варианта IМ—с медными обмотками.
Тепловой расчет обмоток (по § 9.5). Внутренний перепад температуры:
обмотка НН по (9.9) и по рис. 9.9
где 
- толщина изоляции провода на одну сторону, 
q — плотность теплового потока на поверхности обмотки; 
- теплопроводность бумажной, пропитанной маслом изоляции провода по табл. 9.1
обмотка ВН по (9.9) и рис. 9.9
Перепад температуры на поверхности обмоток:
обмотка НН
где k1=1,0 для естественного масляного охлаждения; k2=1,1 внутренней обмотки НН; 3=0,85 по табл. 9.3 для hK/a=5/30;
обмотка ВН
где k1=1,0 для естественного масляного охлаждения; k2=1,0 для наружной обмотки; 3=0,95 по табл. 9.3 для hK/a=4,5/42.
Полный средний перепад температуры от обмотки к маслу:
обмотка НН
обмотка ВН
Тепловой расчет бака (по § 9.6). По табл. 9.4 в соответствии о мощностью трансформатора выбираем конструкцию гладкого бака с радиаторами и прямыми трубами по рис. 9.16. Минимальные внутренние размеры бака — по рис. 9.18, а и б.
Рис. 9.18. Трансформатор типа ТМ-1600/35. Вариант 1М— медные обмотки:
а и б — определение основных расстояний от обмотки ВЦ до пенки бака; s — размещение активной части трансформатора в баке
Изоляционные расстояния отводов определяем до прессующей балки верхнего ярма и стенки бака. До окончательной разработки конструкции внешние габариты прессующих балок принимаем равными внешнему габариту обмотки ВН.
Минимальная ширина бака по рис. 9.18, а, б
Изоляционные расстояния:
s1=40 мм (для отвода UИСП=85кВ покрытие 4 мм, расстояние до стенки бака по табл. 4.11);
|
|
s2=42 мм (для отвода UИСП=85кВ покрытие 4 мм, расстояние до прессующей балки ярма по табл. 4.11);
s3=25 мм (для отвода UИСП=5кВ без покрытия, расстояние до стенки бака по табл. 4.11);
s4=90 мм (для отвода UИСП=до 30кВ для обмотки UИСП=85кВ отвод без покрытия по табл. 4.12).
Ширина бака
Принимаем В = 0,76 м при центральном положении активной части трансформатора в баке.
Длина бака
Высота активной части
где высота стержня 0,81 м; высота ярма 0,25 м и толщина бруска между дном бака и нижним ярмом 0,05 м.
Принимаем расстояние от верхнего ярма до крышки бака при горизонтальном расположении над ярмом переключателя ответвлений обмотки ВН по табл. 9.5
НЯ,К=400мм=0,4м.
Глубина бака
Для развития должной поверхности охлаждения целесообразно использовать радиаторы с прямыми трубами по рис. 9.16 с расстоянием между осями фланцев Ар=1615 мм (табл. 9.9), с поверхностью труб ПТР=4,961 м2и двух коллекторов ПК,К=0,34 м2. Для установки этих радиаторов глубина бака должна быть принята
где с1 и с2 — расстояния осей фланцев радиатора от нижнего и верхнего срезов стенки бака по табл. 9.9.
Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха для наиболее нагретой обмотки НН
Найденное среднее превышение может быть допущено, так как превышение температуры масла в верхних слоях в этом случае будет
Принимая предварительно перепад температуры на внутренней оверхности стенки бака 
и запас 20С, находим среднее превышение температуры наружной стенки бака над температурой воздуха
Для выбранного размера бака рассчитываем поверхность конвекции гладкой стенки бака
|
|
Ориентировочная поверхность излучения бака с радиаторами по 19.35)
Ориентировочная необходимая поверхность конвекции для заданного значения 
по (9.30)
Поверхность конвекции составляется из:
поверхности гладкого бака ПК,ГЛ=8,045 м2;
поверхности крышки бака
где 0,16 — удвоенная ширина верхней рамы бака; коэффициент 0,5 учитывает закрытие поверхности крышки вводами и арматурой.Поверхность конвекции радиаторов
Поверхность конвекции радиатора, приведенная к поверхности гладкой стенки (табл. 9.6).
Необходимое число радиаторов
Принимаем 10 радиаторов с расположением по рис. 9.19.
Рис. 9.19. Трансформатор типа ТМ-1600/35. Вариант I М — медные обмотки. Расположение радиаторов на стенке бака
Поверхность конвекции бака
Поверхность излучения по рис. 9.19
ПИ=12,2 м2.
Определение превышений температуры масла и обмоток над температурой охлаждающего воздуха по § 9.7.
Среднее превышение температуры наружной поверхности трубы над температурой воздуха по (9.49)
Среднее превышение температуры масла вблизи стенки над температурой внутренней поверхности стенки трубы по (9.50)
Превышение средней температуры масла над температурой воздуха
Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой воздуха
Превышение средней температуры обмоток над температурой воздуха:
Превышения температуры масла в верхних слоях 
и обмоток 
лежат в пределах допустимого нагрева по ГОСТ11677-85.
Вариант II а. Трансформатор ТМ-1600/35 с алюминиевыми обмотками. Для этого варианта проводим только расчет превышений температуры обмоток над температурой масла.
|
|
В обмотке НН многослойной цилиндрической из алюминиевой ленты с прослойками между витками из кабельной бумаги возникает внутренний перепад температуры, определяемый по (9.10).
Потери в единице объема обмотки по (9.16а)
где для обмотки из алюминиевой ленты, не имеющей изоляции непосредственно на витках
<SUB 
Средняя теплопроводность обмотки НН по (9.17)
Поскольку по табл. 9.1 для междуслойной изоляции (кабельная бумага в масле) 
а теплопроводность неизолированной алюминиевой ленты 
вторым слагаемым в знаменателе выражения 
можно пренебречь. Тогда
Полный внутренний перепад температуры в обмотке НН
Средний внутренний перепад
Для обмотки ВН
где a=2,8мм; а'=3,3мм; b=5,0мм; b'=5,5мм; 
Полный внутренний перепад температуры в обмотке ВН
где 0,0208 — радиальный размер внешней катушки Г обмотки ВН.
Средний внутренний перепад 
Перепад температуры на поверхности обмоток по (9.19):
обмотка НН
обмотка ВН
Плотность теплового потока на поверхности обмотки ВН
Превышения средней температуры обмоток над температурой масла:
обмотка НН
обмотка ВН
Глава десятая