243
Обмотка
Магнитопровод
Трансформаторное
масло
Система
охлаждения
Pоб
Pст
Pохл
Рис. 3 – Тепловая схема модели
1
2
3
4
5
6
Рис.4 – Составные части тепловой модели
Разработанная модель учитывает следующие
процессы теплообмена:
1.
Нагрев трансформаторного масла, при
выделении тепла в обмотке и в
магнитопроводе.
2.
Охлаждение трансформаторного масла в
системе охлаждения.
Тепловая
схема,
иллюстрирующая
процесс
теплообмена в модели, представлена на рис.3.
На
рис.4
условно
представлены
части
автотрансформатора
моделируемые
в
процесс
теплообмена.
Составные части модели (рис.3):
1.
Обмотка трансформатора. Моделируется
потерями теплоты по выражению (3):
R
I P
об
=
2
(3)
где
I
– фазный ток обмотки,
R
– активное сопротивление обмотки.
2.
Сердечник статора. Моделируется потерями
теплоты по выражению (4):
ХХ
ст
P P
=
(4)
где ∆P
ХХ
– потери холостого хода.
3.
Вентилятор
системы
охлаждения.
Моделируется массовым расходом воздуха
(
Gв
).
4.
Радиатор
системы
охлаждения.
Моделируется
геометрическими
параметрами в системе охлаждения, при
расчете коэффициента теплоотдачи.
5.
Поток
масла
в
трансформаторе.
Моделируется скоростью течения масла при
естественной конвекции (
w
e
).
6.
Помпа системы охлаждения. Моделируется
массовым расходом масла при работе помпы
системы охлаждения (
G
м).
Изменение температуры трансформаторного масла
описывается уравнением нагрева однородного тела,
рассчитывается
по
выражению
(5):
об
ст
P P
Fk
dt
d
mc
+
= +
(5)
где
c
– удельная теплоемкость трансформаторного
масла,
m
– масса трансформаторного масла,
ϴ
– превышение температуры трансформаторного
масла над температурой охлаждающей среды,
k –
коэффициент теплопроводности,
F
– площадь поверхности охлаждения,
∆Pст, ∆Pоб
– тепловые потери в стали
магнитопровода и обмотке соответственно.
Коэффициенты теплоотдачи от радиатора от масла к
радиатору и от радиатора в окружающую среду
рассчитываются по критериям подобия согласно
выражению (6):
