Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



Коэффициент полезного действия ТММ равен отношению отдаваемой мощности к потребляемой от сети:

/а cos ф„

2 /а cos фн-f Ртр Яа + Ртр

где Ртр = Рс Рк - потери в трансформаторе.

<3.15)

3.3. Расчет тепловых режимов

Основными источниками теплоты в ТММ и дросселях являются потери в обмотке и магнитопроводе, причем потери в магнитопроводе являются внешним источником теплоты по отношению к катушке (обмотке); соответственно потери в катушке будут внешним источником теплоты по отношению к магнитопроводу. Собственные потерн в катушке и магнитопроводе являются внутренними источниками теплоты в отношении нагрева этих элементов конструкции.

В зависимости от условий теплообмена с окружающей средой трансформаторы и дроссели могут быть разделены иа два типа:

ТММ и дроссели, теплообмен которых с окружающей средой осуществляется через обмотку и сердечник, т. е. элемент стержневой броневой конструкции;

ТММ и дроссели, магннтопровод (или обмотка) которых полиостью закрыт обмоткой (или магиитопроводом) и теплообмен с окружающей средой осуществляется только через обмотку (илн магннтопровод). К ним относятся электромагнитные элементы тороидальной и кабельной конструкций.

Для расчета тепловых режимов используется схема замещения ТММ илн дросселя, приведенная на рис. 3.6. В ней распределенные тепловые параметры заменены сосредоточенными электромагнитными параметрами.

Потери в катушке Рк и магнитопроводе Р представлены как Источники тока, параллельно которым включены тепловые сопротивления обмотки /?„ (или Рк для внешнего источника теплоты), тепловые сопротивления обмотки - окружающая среда Ро.к и тепловые сопротивления перехода окружающая среда ~ магннтопровод Ро.с-Тепловой поток от катушки к магнитопроводу (или наоборот) проходит через сопротивление перехода (гильзы) /?г. Для тепловой схемы замещения на рис. 3.6

к4- Ро.к

/?о.к + Рк + /?г + /?о.о о.с

(3.16)

где « ~ коэффициент, характеризующий составляющую теплового потока между катушкой н магиитопроводом от потерь в катушке; S - коэффициент, харак-


Рис. 3.6. Тепловая схема замещения трансформатора



теризующий составляющую теплового потока между магнитопрово-дом и катушкой от потерь в стали.

Тепловой поток между катушкой и магнитопроводом

PH.o = „n PcS-P„ (n-vs) (3.17)

и может быть положительным или отрицательным.

При положительном р„.с часть потерь в катушке отводится в окружающую среду через магнитопровод, а при отрицательном потерн мощности в магнитопроводе отводятся в окружающую среду частично н через поверхность катушки, создавая в катушке дополнительный перепад температур Рк.с к- Максимально нагретая область будет расположена в зоне на границе раздела между катушкой и сердечником

В тороидальных ТММ и дросселях отсутствует теплообмен сердечника непосредственно с окружающей средой, поэтому в тепловой схеме замещения на рис. 3.6 можно принять /?о.с= °°-Тогда s= 1 и л = О, а весь тепловой поток от сердечника проходит через обмотку, создавая в ней дополнительный перепад температур PcRk. Максимально нагретая область обмоткн будет находиться на границе с сердечником.

Для трансформаторов кабельного типа 4 = О и л = I Расчетные зависимости для определения перегрева обмоток по отношению к температуре окружающей среды и коэффициент перепада температур в катушке k„.j = 1 + Д7",5.т/7п.н приведены в табл. 3.13.

Расчет теплового сопротивления /?„ для катушек с внутренним источником теплоты при отводе ее через наружную цилиндрическую поверхность, т. е. при отрицательном значении р„.с, для броиевых, стержневых и тороидальных трансформаторов, производится по формуле

4А К„

1 - •

In - г,

(3.18)

Тепловое сопротивление катушки при положительном значении

+ 2 In-- 1

(3 19)

Тепловое сопротивление катушки для потока, идущего со стороны внутренней поверхности.

£н вн

2ХК„

2/?н.

(3.20)

Сопротивления на границе катушка - окружающая среда /?н.с и сердечник - окружающая среды Ro.c-

/?о.к= 1/ак/7к; ?о.г = 1/сбс/7с, (3.21)

где /7„ и По - поверхности охлаждения катушки и сердечника. Тепловое сопротивление перехода сердечник-катушка (гильзы)



Формулы для расчета перегрева трансформаторов

Параметры

Броневые и стержневые

р„ „ положительный

р отрицательный

Тороидальные

Кабельные

Перепад температуры в обмотке

(1-«+vs)Pk

l-i-v

[i?k+(vs-rt)/?;]

(Рк-fv/?;)

Поверхностное превышение температуры обмотки ДГ„.„

Рт 1+V

-(l-rt+vs)/?o.k

1 +V

(l-rt + VS)/?o.„

Р тр /?ок

Ртр ос

Максимальное превышение температуры в катушке ДГк max

ATа fen л

Среднее превышение температуры в катушке ДГк гр

PTp(l-rt+VS)

1-fv

(о.к + 4)

4(l-fv) X (I-ft-f vs) Ro.K

[2(1 +

2(l+v)

Ro.c +

2(H-v)

Коэффициент перепада температуры в катушке fen т

I -f

Rh + I-s-п) R (l-n + vs)Ro.K

1 +

R« +vK (I+v) Ro.H

(l+v) Ro.c



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [24] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.0215