Эквивалентной температуры

В ряде случаев при проведении практических расчетов периодические несинусоидальные ЭДС и напряжения можно представить эквивалентными синусоидами: так, при изучении нелинейной электрической цепи, т. е. цепи, содержащей катушку с ферромагнитным магнитопроводом (см. гл. 6), несинусоидальный ток заменяется эквивалентной синусоидой. Подобная замена осуществляется так, чтобы действующее значение эквивалентной синусоиды ЭДС или напряжения равнялось действующему значению несинусоидальной величины.

Графическое решение дает возможность не только построить характеристику усилителя, но и определить угол сдвига фаз ср между напряжением источника питания и эквивалентной синусоидой тока при различных значениях управляющего сигнала (см. 3.13).

Сдаиг фаз между эквивалентной синусоидой тока и напряжением

Сдвиг фаз между эквивалентной синусоидой тока и напряжением

5-3. При расчетах и анализе цепей с несинусоидальными токами несинусоидальный ток заменяют эквивалентной синусоидой с амплитудой 1т» или разлагают в тригонометрический ряд Фурье. В каком соотношении находятся амплитуда эквивалентной синусоиды 1тз и амплитуда первой гармонической составляющей ряда /mi?

В ряде случаев при проведении практических расчетов периодические несинусоидальные ЭДС и напряжения можно представить эквивалентными синусоидами: так, при изучении нелинейной электрической цепи, т. е. цепи, содержащей катушку с ферромагнитным магнитопроводом (см. гл. 6), несинусоидальный ток заменяется эквивалентной синусоидой. Подобная замена осуществляется так, чтобы действующее значение эквивалентной синусоиды ЭДС или напряжения равнялось действующему значению несинусоидальной величины.

Рабочие свойства трансформаторов обычно изучают с помощью векторных диаграмм, в которых векторами изображаются величины, изменяющиеся во времени по закону синуса. В связи с этим кривая несинусоидального тока холостого хода трансформатора с этой целью заменяется эквивалентной синусоидой. Под эквивалентным током хо-

заменить эквивалентной синусоидой, то окажется, что ток в обметке опережает по фазе магнит! ый поток на некоторый угол. Величина этого угла зависит от ширины петли гистерезиса, сня-' той лри данной частоте.

Начнем с идеализированной катушки, в которой отсутствуют поток рассеяния и активное сопротивление обмотки. Вектор, изображающий амплитуДу магнитного потока в сердечнике катушки Фт, на 9.14 расположен горизонтально. Вектор, изображающий ток в обмотке катушки, не совпадает по направлению с вектором создаваемого им магнитного потока, так как, как было установлено в этой главе, ток в обмотке и'создаваемый им магнитный поток не одновременно принимают нулевые значения в реальных случаях, когда кривая циклического перемагничивания сердечника представляет собой гистерезисную петлю конечной ширины. При замене несинусоидальной кривой тока эквивалентной синусоидой окажется, что ток опережает по фазе создаваемый им магнитный поток (см. 9.8, б).

щую /Оа, находящуюся в квадратуре с первой составляющей. Заменив действительную кривую намагничивающего тока на 14-3 эквивалентной синусоидой, с тем же что у действительной кривой действующим значением /0t и сложив геометрически составляющие /оц и /оа, получим ток

При замене действительной кривой тока холостого хода эквивалентной синусоидой мы можем написать уравнение э. д. с. первичной обмотки в символической форме, так как все величины, определяющие режим холостого хода, изменяются во времени синусоидально. Согласно формуле (13-22) имеем:

Нагрузочная способность трансформаторов оценивается допустимым коэффициентом систематической нагрузки К сяст и допустимым коэффициентом аварийной перегрузки лдоп-ав, которые зависят от ранее найденных величин К±, h, вида охлаждения масляного трансформатора и эквивалентной температуры охлаждающей среды Эохл. Нормы систематических нагрузок и аварийных перегрузок трансформаторов мощностью до 100 MB-А приведены в ГОСТ 14209—85*.

Таблица П.4.4 Значения годовой и сезонной эквивалентной температуры

б) Допустимые систематические перегрузки силовых масляных трансформаторов мощностью до 100МВ-А включительно определяются по ГОСТ 14209—85 в зависимости от суточного графика нагрузки, эквивалентной температуры охлаждающей среды, постоянной времени и вида системы охлаждения (см. табл. 1.31)

Графики нагрузочной способности силовых масляных трансформаторов и автотрансформаторов. ГОСТ 14209-69 установил графики допустимых систематических перегрузок трансформаторов и автотрансформаторов (мощностью до 250 МВ-А и свыше 250 МВ-А, если нет других данных), общее число чертежей 36 ( 1-2). На графиках дана зависимость коэффициента превышения нагрузки Кг от коэффициента начальной нагрузки К\ и длительности превышения нагрузки tR. Графики построены для постоянных времени трансформаторов 2,5 и 3,5 ч; систем охлаждения М, Д, ДЦ, Ц и эквивалентной температуры охлаждающей среды от —10 до +40° С. При значениях Кг>1.5 кривые графиков нанесены пунктиром, так как в этой области систематические перегрузки свыше полуторакратных могут быть допущены только с разрешения предприятия-изготовителя. Прежде чем использовать графики, необходимо заданный график нагрузки трансформатора преобразовать в эквивалентный (в тепловом отношении) двухступенчатый график.

Как выбрать нужный график и на нем нужную кривую? Всего в приложении к стандарту приведено 36 графиков и из них выбирают нужный в зависимости от системы охлаждения (М, Д, ДЦ, Ц), постоянной времени трансформатора (т = 2,5 и т = 3,5 ч), эквивалентной температуры охлаждающей среды ft (от —10 до 4-40° С через 10°) для нескольких пределов возможных ^значений ожидаемой мощности (1,0—6,3 MB . А; -6,3 — 32 MB • А; 32 — 63 MB • А и т. д.). •-.

В случае необходимости при промежуточных значениях эквивалентной температуры охлаждающей среды и длительности нагрузки можно найти коэффициент к2Г методом интерполяции. Значения к 2Г >• 1,5 допускаются только по согласованию с заводом-изготовителем, t. e. при проектировании их принимать нельзя.

Здесь необходимо отметить, что последнее условие справедливо только для эквивалентной температуры охлаждающей среды, равной 20° С. При резком снижении этой температуры необходимо следить за нагрузкой трансформатора по контрольно-измерительным приборам и во всех случаях не допускать превышения нагрузки сверх 150% номинальной (ГОСТ 14209-69).

На этих графиках даны зависимости коэффициентов допустимой перегрузки трансформатора Кл,п в функции: 1) коэффициента загрузки К3, имевшего место до периода времени, когда должна была последовать перегрузка трансформатора; 2) длительности максимума перегрузки tn. Графики построены для постоянных времени нагрева трансформаторов, равных 2,5 и 3,5 ч и эквивалентной температуры охлаждающей среды от —10 до +40° С. Указания к пользованию графиками приведены в табл. 6-1.

Постоянная времени нагрева т = 2,5 ч для эквивалентной температуры охлаждающей среды еохл, э=20° С. По графику чертежа 7 ГОСТ 14209-69 (см. 6-6) /Сд, п = 1,35, следовательно, указанный режим работы трансформатора допустим,

эквивалентной температуры окружающей среды, равной 20 °С. При снижении этой температуры необходимо следить за нагрузкой трансформатора по контрольно-измерительным приборам и во всех случаях не допускать превышения нагрузки сверх 150% номинальной (ГОСТ 14209-69). В соответствии с зависимостью, приведенной на 6.4, определяют повышенный износ изоляции трансформатора при превышении температуры окружающей среды над эквивалентной температурой для имеющегося графика нагрузок и решают вопрос о допустимости этого износа.

На этих графиках даны зависимости коэффициентов допустимой перегрузки трансформатора /сд,„ в функции: 1) коэффициента загрузки /с3, имевшего место до периода времени, когда должна была последовать перегрузка трансформатора; 2) длительности максимума перегрузки tn. Графики построены для постоянных времени нагрева трансформаторов, равных 2,5 и 3,5 ч, и эквивалентной температуры окружающей среды от -10 до +40°С. Указания к пользованию графиками приведены в табл. 6.2.