Отведение тепла от обмотки масляного трансформатора

маслом(от точки 0 к точке 1) – теплопроводность, тепловое сопротивление R_о.

2. Переход тепла с внешних поверхностей обмоток в омывающее их масло (в точке 1) – теплопередача, тепловое сопротивление R_ом.

3. Перенос тепла маслом от активных частей к внут-ренним поверхностям стенок бака (от точки 1 к точке 2) –конвекционные токи масла, тепловое сопротивление R_м.

4. Переход тепла от масла к внутренним поверхностям стенок бака (в точке 2) - теплопередача, сопротивление R_мс.

5. Переход тепла от внутренних поверхностей стенок бака к их внешним поверхностям(от точки 2 к точке 3) - теплопроводность, тепловое сопротивление R_с.

6. Переход тепла от наружных поверхностей стенок бака трансформатора в окружающий воздух (в точке 3) - теплопередача и теплоизлучение, тепловое сопротив-ление R_св.

7. Перенос тепла воздухом в более удаленные от бака трансформатора слои (от точки 3 к точке 4) – конвекция, тепловое сопротивление R_в.

Выше говорилось, что теплоотдача увеличивается с увеличением поверхности контакта. Поэтому баки всех силовых масляных трансформаторов или выполняются ребристыми, или оснащаются радиаторами, по которым масло, поднявшееся в верхнюю часть бака в результате на-грева, возвращается вниз, охлаждаясь.

В настоящее время в отечественных масляных транс-форматорах применяются системы охлаждения "М", "Д", "МЦ", "ДЦ", "НДЦ"и ряд других [л2].

Система охлаждения "М" - естественная цирку-ляция масла и естественное воздушное его охлаж-дение.При этом виде охлаждения теплота, выделяющаяся в активной части и элементах металлоконструкций транс-форматора, передается путем естественной конвекции маслу, которое в свою очередь, отдает его воздуху также путем естественной конвекции и излучения.

Вопрос – Какие меры могут быть приняты для повыше-

ния эффективности системы охлаждения?

Которое сопротивление самое большое?

Ответ – Три самых больших составляющих теплового

сопротивления - переходные тепловые сопро-

тивления: R_ом, R_мси R_св.

Еще Вопрос – Сколь сложно уменьшить последнюю сос-

тавляющую? Каким способом?

Ответ – Естественная конвекция воздуха как раз и явля-

ется причиной большого теплового сопротивле-

ния. Самым простым решением являются вен-

тиляторы в радиаторах.

Система охлаждения "Д" - естественная циркуляция масла с принудительным воздушным охлаждением радиаторов.В трансформаторах мощностью более 10 МВА затруднительно развивать теплоохлаждающую поверхность бака с целью отвода выделяющегося тепла. Это становится понятным, если учесть, что с ростом мощности трансформатора (при постоянных плотности тока в обмотках и индукции в магнитопроводе) потери растут пропорционально кубу линейных размеров, а охлаждение - пропорционально их квадрату, то есть площади теплоотвода. При больших мощностях трансформаторов радиаторы будет трудно разместить на баке. Проблема легко решается созданием искусственного потока воздуха, обдувающего радиаторы. Для этого внутри радиаторов устанавливаются вентиляторы относительно малой мощности, которые значительно повышают эффективность теплоотвода. Тепловые сопротивления R_сви R_вуменьшаются при этом в 1,5 - 2 раза. При снижении температуры ВСМ ниже 50⁰С и при нагрузке ниже номинальной вентиляторы отключаются.

Вопрос – Вентиляторы свое дело сделали, но система ох-

лаждения должна быть еще более эффективной.

За какую составляющую взяться теперь?

Ответ – За переходное тепловое сопротивление R_оми за

сопротивление самого масла R_м. Конвекция мас-

ла не должна быть естественной, это плохо.

Система охлаждения "МЦ" - принудительная циркуляция масла с естественным воздушным охлаждением радиаторов.Радиаторы в этом случае сооружаются на отдельных фундаментах, и направить туда масло можно только с помощью насосов. Благодаря принудительной циркуляции достигается более равномер-

ное распределение температуры масла по высоте бака, за счет чего снижается температура ВСМ (рис 3.3).

h10⁰С

J_oc J_всм J_ннто

"МЦ" "Д",

"М"

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 J

30⁰С