Определение температуры нагрева трансформатора.

40. Тепловой расчет трансформатора производится по методу электротепловых аналогий, изложенному в (2). В этом методе используется формальная аналогия между процессами переноса тепла и электричества. При этом распределённые тепловые параметры трансформатора моделируются сосредоточенными электрическими параметрами, распределённые источники тепла – сосредоточенными источниками электрических потерь и распределённые тепловые сопротивления – сосредоточенными активными сопротивлениями. Затем составляется электрическая схема, моделирующая процессы теплопередачи в трансформаторе.

Определяем величину теплового потока между катушкой и сердечником:

 

 

где: - тепловое сопротивление катушки собственному потоку потерь.

- тепловое сопротивление гильзы.

- тепловое сопротивление граничных слоёв: поверхность катушки – среда и поверхность сердечника – среда соответственно.

 

Определяем по таблицам № 10. и 11. для выбранного магнитопровода тепловые сопротивления элементов схемы замещения:

 

.

 

41. Определяем тепловое сопротивление катушки от максимально нагретой области до каркаса.

 

 

 

Полученное значение X оказалось меньше нуля, т.е. тепловой поток направлен от сердечника к катушке и максимально нагретая область находится на каркасе, в этом случае необходимо определить тепловой поток катушка – сердечник по формуле:

 

 

 

Полученное значение , для теплового потока, возникающего в сердечнике, которая будет, излучатся в окружающую среду через катушку может быть определена по формуле:

 

 

 

Расчётная тепловая схема замещения трансформатора при расположении максимально нагретой области в сердечнике (тепловой поток направлен от сердечника к катушке).

 

42. Максимальное превышение температуры катушки в этом случае определяется по формуле:

 

 

 

Среднее повышение температуры катушки:

 

 

где:

 

43. Оценка результатов расчета перегрева во избежание грубых ошибок при расчёте максимальной температуры перегрева её приближённое значение определяем по упрощенной формуле:

 

 

где: - перепад температуры от внутренних слоёв обмоток к наружным, который для пропитанных лаком катушек приближённо может быть принят равным .

 

- удельный коэффициент теплоотдачи.

 

- открытая поверхность сердечника трансформатора, (см²).

 

 

;

;

 

 

 

,

 

что сравнимо с точным расчетом:

 

44. Максимальная температура обмотки равна:

 

 

где: - температура окружающей среды; (приведена в задании и равна ).

 

Определение К.П.Д. трансформатора и выбор проводов для вывода обмоток.

45. Находим К.П.Д. трансформатора по формуле:

 

 

 

46. Для обмоток выполненных проводом более 0.35 выводы и отводы делаем самим проводом, причём на обмотках 1 и 3 отводы делаются петлёй, выходные концы заключаются в изоляционные трубки.