logo
Шишкин / Шишкин пояснит записка 19

3.2.5 Расчет температуры обмотки трансформатора

Изменения температур различных элементов в переходных тепловых процессах принимаются протекающими по экспоненциальному закону. Достижение температуры элемента своего установившегося значения, в соответствии с ГОСТ 14209-85, происходит за интервал времени продолжительностью , где– тепловая постоянная времени нагревающегося элемента.

При расчете допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора наибольший интерес представляют температуры масла в верхних слояхи наиболее нагретой точки обмотки трансформатора, выражения для определения которых в произвольный момент времениt выглядят как:

,

(3.5)

,

(3.6)

где

-

температура охлаждающей среды, °C,

-

превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды, °C в момент времени t,

-

превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях, °C в момент времени t.

Значения температур элементов трансформатора в зависимости от продолжительности нагрузки можно определять по выражениям:

  1. В установившемся тепловом режиме работы трансформатора(, где– постоянная времени нагрева масла) значения превышений температуры масла над температурой охлаждающей среды и наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла определяются как:

    ,

    (3.7)

    где

    -

    превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды при номинальных условиях работы трансформатора, °C,

    -

    отношение потерь короткого замыкания к потерям холостого хода,

    -

    коэффициент загрузки трансформатора в установившемся режиме,

    -

    показатель степени масла.

    ,

    (3.8)

    где

    -

    превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора над температурой охлаждающей среды при номинальных условиях работы трансформатора, °C,

    -

    превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях при номинальных условиях работы трансформатора, °C,

    -

    показатель степени обмотки.

  2. В переходном тепловом режиме работы трансформатора в интервале времени значения превышений температуры масла над температурой окружающей среды и наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла определяются как:

,

(3.9)

где

-

превышение температуры масла над температурой окружающей среды в начальный момент времени переходного процесса, °C,

-

установившееся значение превышения температуры масла над температурой окружающей среды при коэффициенте загрузки трансформатора, равном , °C,

-

постоянная времени нагрева масла.

Ввиду того, что постоянная времени нагрева обмотки трансформатора значительно меньше постоянной времени нагрева трансформаторного масла , то при указанной продолжительности интервала времени в расчетах принимается допущение, что превышение температуры обмотки над температурой масла достигает своего установившегося значения мгновенно.

.

(3.10)

  1. Температуры масла и наиболее нагретой точки обмотки трансформатора в тепловом переходном режиме трансформатора при нахождении момента времени в интервале определяются по выражениям:

,

,

(3.11)

где

-

превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора над температурой масла в начальный момент времени переходного процесса, °C,

-

установившееся значение превышения температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора над температурой масла при коэффициенте загрузке трансформатора, равном , °C,

-

тепловая постоянная времени обмотки трансформатора.