Охлаждающей поверхности

где сто— удельная боковая охлаждающая поверхность. При обычных условиях OT и Дв = 50° С сто=

С ростом мощности трансформатора отвод тепла от него затрудняется. Это объясняется тем, что с увеличением мощности потери в трансформаторе растут приблизительно пропорционально кубу линейных размеров, а охлаждающая поверхность пропорциональна квадрату последних.

а) Трансформаторы с естественным охлаждением и гладким баком. В этом случае охлаждающая поверхность бака рассеивает тепло как через лучеиспускание, так и через конвекцию. Следовательно, 1 м2 такой поверхности при превышении ее температуры относительно воздуха на Г С рассеивает (§ 6-3):

Здесь SK — охлаждающая поверхность катушки. 274

Экономически выгодно для больших конденсаторных батарей изготавливать крупные конденсаторы с большой единичной реак-тивной мощностью. Однако увеличение реактивной мощности конденсатора и его габаритов приводит к ухудшению условий охлаждения: объем изоляции и потери в ней растут пропорционально кубу, а охлаждающая поверхность — пропорционально квадрату линейных размеров. Кроме того, при этом растет и перепад температур в самом конденсаторе. Поэтому увеличение единичных мощностей конденсаторов возможно только при существенном снижении диэлектрических потерь. Совершенствованием бумаг и пропиточных составов необходимый эффект получить не удается.

F — охлаждающая поверхность проводника, см2;

3 — охлаждающая поверхность;

Температура перегрева трансформатора определяется из минимально возможной поверхности охлаждения. Для простоты будем считать эквивалентную поверхность трансформатора равной поверхности сплошного цилиндра с размерами магнитопровода. Тогда охлаждающая поверхность-

В трансформаторах (реакторах) с принудительным охлаждением масло охлаждается с помощью воздушных и водяных охладителей, через которые масло циркулирует с помощью насосов. Охлаждающая поверхность баков в этих трансформаторах (реакторах) отводит только небольшую часть потерь в них (5-7 %), а основная часть потерь отводится охладителями. При включении трансформатора (реактора) без охлаждения или при отключении устройства охлаждения (прекращении циркуляции масла, воды или останове вентиляторов дутья) происходит быстрое повышение температуры обмотки и верхних слоев масла, и нагрев отдельных деталей трансформатора (реактора), который может за короткое время (в пределах 1 ч при номинальной нагрузке) достигнуть недопустимых пределов и привести к аварии трансформатора (реактора). Поэтому схема управления охлаждающими устройствами трансформаторов с принудительным охлаждением масла (ДЦ, Ц) должна обеспечивать автоматическое включение устройств охлаждения одновременно с включением трансформатора в сеть.

1 — токоподводы; 2 — канал для воды; 3, 6 — ветви термоэлемента; 4 — накидная гайка; 5 ¦=. свинцовая охлаждающая поверхность [23].

поверхности охлаждения пропорционально диаметру провода; сечение же провода возрастает пропорционально квадрату диаметра, поэтому в проводах и кабелях большого сечения отношение охлаждающей поверхности к сечению меньше, чем в проводах малого сечения, что ухудшает условия охлаждения и приводит к необходимости снижения допустимой плотности тока. Для облегчения условий прокладки в ряде случаев вместо одного кабеля большого сечения выбирают два (или больше) кабеля меньшего сечения.

Из (13.3) следует, что при заданных размерах охлаждающей поверхности 5ОХЛ и интенсивности охлаждения, определяемого коэффициента &то, электрическая машина может быть нагружена только до определенной мощности, при которой потери ее АР не превышают величины, соответствующей максимально допустимому превышению температуры Эмакс- Величина Эмакс определяется нагревостойкостью изоляции обмоток, применяемой в данной машине.

меры охлаждающей поверхности SOXJ1. При заданной величине 50хл требуемую величину 9^ < 0макс можно обеспечить, увеличивая коэффициент йто, т. е. повышая интенсивность охлаждения.

ственно усиливается специальным вентилятором. Основная часть этого тепла выносится из машины вместе с нагретым охлаждающим воздухом через вентиляционные окна. В закрытых машинах тепло передается ребристому корпусу, с которого рассеивается в пространство в результате конвекции и лучеиспускания. При практических расчетах превышение температуры обмотки над температурой окружающего воздуха обычно определяют как сумму перепада температуры в изоляции и превышения температуры охлаждающей поверхности над температурой охлаждающего воздуха вне машины.

Передача тепла конвекцией. В случае соприкосновения нагретого тела с газообразной или жидкой средой тепло передается конвекцией. При этом способе частицы охлаждающей среды, расположенные вблизи поверхности охлаждения, нагреваются, вследствие чего их удельный вес становится меньше. Поднимаясь, частицы забирают тепло с охлаждающей поверхности. Различают естественную конвекцию, когда движение охлаждающей среды создается естественным путем, и искусственную — ' когда движение охлаждающей среды создается принудительно при помощи вентилятора. Приближенно количество тепла, передаваемое конвекцией с единицы поверхности в единицу времени,

где v — относительная скорость воздуха и охлаждающей поверхности, м/сек;

При нормальных условиях работы трансформатора коэффициент теплоотдачи конвекцией в масле (равный 80—100 вт!(град-мг) приблизительно в 10 раз превышает коэффициент теплоотдачи конвекцией в воздухе. Масло интенсивно забирает тепло с малой поверхности обмоток и сердечника и отдает его большой охлаждающей поверхности бака, имеющего радиаторные трубы. Сердечник трансформатора соприкасается с маслом по всей высоте. Характер изменения темпера-

Величина р№ определяется с большой степенью точности; наоборот, величина активной охлаждающей поверхности может быть определена только приблизительно. Если, например, обмотки выполнены так, как это показано на 7-4, а, б, в, то в первом случае ( 7-4, а) величина охлаждающей поверхности определяется только наружной поверхностью обмотки, обычно без учета торцевых поверхностей; во втором случае ( 7-4, б) в расчет вводится поверхность обмотки с обеих сторон S0 с учетом места, занятого

Соответственно этим значениям тмв можно определить тепло-съем с 1 м* охлаждающей поверхности бака, т. е. удельную тепловую нагрузку бака q6, в зависимости от конструкции бака и способа его охлаждения.

б) Трансформаторы с естественным охлаждением баков трубчатого и радиаторного типа. В трансформаторе с трубчатым баком или с радиаторами (см. ч. I) лучеиспускание происходит только с поверхности, соответствующей внешней периферии бака; обычно поверхность, рассеивающая тепло лучеиспусканием, составляет всего 15—20% от общей охлаждающей поверхности бака. Поэтому в расчет вводят эквивалентный коэффициент теплорассеяния Хэ = 10-ь12,5 вт/град • м2. Принимая т^,в = 40° С, получаем:

а —при аксиальной системе вентиляции; б — при радиальной системе вентиляции; / _ дуг компенсационной обмотки; 2 — наружной поверхности катушки; 3 — наружной охлаждающей поверхности полюсного наконечника; 4 — наружной поверхности якоря