Способ определения превышения температуры обмоток сухих трансформаторов над температурой окружающей среды

(55 6 1 0 ЕНИЯ О НИЕ Б К ПАТЕН 6)/(1+0,2 ф ) Охх= а короткого эамыкан оке кз=н щность изобре Известен про которому и оток сухих тр определять к ных раздель магнитопронцип, строго ли интенсив техни- спосонагрев. тения состоит в с инцип суперпоз ревышение темпе ансформаторов ак сумму п ревы ш но от двух источ вода и обмоток. О говоря, нельзя и ность объемно-ра ледуиции, Ы ратующем.согласн ры. обм было бы получен потерь- этот при нять, есможно ений, ников днако риме- спреОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(21) 4938408/07 (22) 20.05,91 (46) 07.05,93. Бюл. М 17 (71) Центральный научно-исследовательский институт Морфизприбор (72) Р.Х.Бальян и М.З.Гельман (73) Центральный научно-исследовательский институт "Мбрфизприбор" (56) Петров Г.Н. Электрические машины, ч.1, М - Л.: Госэнергоиздат, 1956, с,193. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТОК СУХИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАД ТЕМПЕРАТУРОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (57) Использование; в электротехнике и радиоэлектроника, в частности в способах испытания трансформаторов на нагрев, Сущность .изобретения; способ включает в себя установление тепловых режимов в электрических режимах холостого хода и короткого замыкания и определение. превышения температуры обмоток в этих режимах, При этом режим холбстого хода устанавливают Изобретение относится к электрорадиоэлектронике, а именно к испытания трансформаторов на Цель изобретения - повышение точности определения превышения температуры обмоток сухих трансформаторов над температурой окружающей среды и экономия материалов трансформаторов,Р, Р - соотношение соответственно расчетных потерь в магнитопроводе и катушках и их поверхностей охлаждения, Он - номинальное напряжение., ) - номинальный ток. Определение превышения температуры обмоток в номинальном режиме осуществляют путем суммирования: т,/х +та та/ж 1+юру(т-та) где х, к хх, т кз - соответственно расчетное, в режиме холостого хода и в режиме короткого замыкания превышение температуры обмоток. Повышение точности достигается за счет учета не только потерь в самих обмотках, но и подогрева за счет потерь в магнитопроводе, что, в свою очередь, обусловливает повышение точности определения их надежности и ресурса, а также более строгое соответствие расхода материалов трансформаторов заданным требованиям по тепловому режиму, т,е. получение экономии этих материалов. 2 ил,(2) где деленных источников тепла зависит от температуры, интенсивность одних источников зависит от интенсивности других, а также, когда теплофизические характеристики, в частности коэффициент теплоотдачи, зависят от 5 температуры. В трансформаторах потери в обмотках являются объемно-распределенными источниками тепла, интенсивность которых зависит от температуры. Кроме того, нагрев обмоток обусловлен не только потеря ми в самих обмотках, но и подогревом за счет потерь в магнитопроводе.Особенности теплового режима сухих трансформаторов рассмотрены в работе, где показано, что основными факторами, 15 определяющими превышение температуры обмоток таких трансформаторов над температурой окружающей среды, являются, помимо абсолютных величин, соотношения потерь в магнитопроводе и обмотках и их 20 поверхностей охлаждения 1/, ф. На основании теоретического анализа и многочисленных экспериментальных данных, обработанных по результатам испытаний сухих трансформаторов различных конст рукций (стержневой, броневой, тороидальной) при различной геометрии различных размерах получено,что превышение температуры обмоток описывается выражением:30 х Е 1 + р (м + 0,6 )/( 1 + 0,2 р 1/) )(Ч)35 где П - поверхность охлаждения катушек,РС,Ро - потери соответственно в магнитопроводе (стали) и обмотках (катушках), акоэффициент, теплоотдачи. Выражение (1) 40может быть представлено как суммирования двух составляющих д =1+ф (1/+О,б)/(1+0,2 ВР) Потери в магнитопроводе, как известно, определяются в режиме холостого хода (= со ) на номинальной частоте, При этом превышение температуры обмоток из (1 и 2) в этом режиме составит 4т=р,/( +г,гчД) т/х ап (3) учитывая, что уменьшение теплоотдачи, пропорциональное как известно корню четвертой степени из соотношения превышений температуры обмоток в соответствующих режимах, т.е. в данном случае в режимах холостого хода и номинального,Потери в обмотках, как известно, определяются в режиме короткого замыкания ( 10) на номинальной частоте. Превышение температуры обмоток из (1,2), учитывая не только уменьшение коэффициента теплоотдачи, но и уменьшение коэффициента сопротивления, в этом режиме составит: ткзщРо/1+0,г 8 ф) тд/т хх(1+0,004( - г.заП (4)Потери холостого хода, как известно, примерно пропорциональны квадрату индукции. Вместе с тем, индукция в магнитопроводе в режиме холостого хода пропорциональна напряжению, Потери короткого замыкания (потери в обмотках) пропорциональныы квадрату тока, Как следует из (2 - 4), для получения составляющих превышения температуры обмоток в номинальном режиме следует установить на номинальной частоте режимы холостого хода при напряжении, отли ьного в отношении (1+2,2 ГЯ/д и короткого замыкания при т к отличном т номинального в отношении ( 1 + 0,78 ф)/д, а суммирование превышений температуры в этих режимах осуществлять по выражению: Предложенный способ выполняется следующим образом (на примере стандартной конструкции сухих трансформаторов на ленточных сердечниках ПЛ 1 б/32-80).Перед началом испытаний измеряют сопротивление постоянному току одной из обмоток - Вх=75,4 Ом и термометром определяют температуру окружающей среды (Ь=20). Далее в соответствии со способом устанавливают электрический режим холостого хода на номинальной частоте 400 Гц. Для этого с помощью автотрансформатора, подключенного к источнику питания номинальной частоты, по вольтметру устанавливают напряжение= 2,4 х 1 кз = Гном 1 кЗ = ном 1 4 ц н= (2,2 Руд 352"х (1+22 чбЗ)/31 =210.где коэффициенты Р = 0,3, ю = 1,27 выбираются в соответствии с технической документацией на т ан м т р, а д =1+ф (и+0,6)/(1+0,2 фР) 131. Затем в течение 4 ч поддерживают режим хвюстогохода, устанавливая тепловой режим, ахле чеготрансформатор отключают и определяют превышение температуры обмоток методом сопротивления (ГОСТ 22765-89). Для этого измеряют "горячее" сопротивление обмотки В(=87,6 Ом,"холодное" сопротивление которой было измерено до начала тепловых испытаний.В=75,4 Ом, измеряют температуру окружающей среды с помощью термометра т(=24, а превышение температуры обмоток определяют по известной формуле Гхх В (235+тх)+ В( Вх ВхАналогично определяют превышение температуры в режиме короткого. замыкания, устанавливая с помощью автотрансформатора, подключенного к источнику питания номинальной частоты, по амперметру ток х (1+0,78 0,3)/1,31 =3,8 А. Далее в течение 4 ч поддерживают режим короткого замыкания при токе 1 э=3,8 А, после чего трансформатор отключают и аналогично определяют 1=22 С и В(-=82,2 Ом и превышение температуры обмоток гкз=21 С, Для определения превышения температуры обмоток трансформатора в но-. минальном режиме суммируют превышения температуры, полученные в режиме холостого хода и короткого замыкания по формуле: х1 + 0,004 ( г - г з ) ) =- 46 " С,где г = 50 - расчетное превышение температуры обмоток в номинальном режиме.Ф ор мул а изобретения Способ определения превышения температуры обмоток сухих трансформаторов над температурой окружающей среды, включающий установление режима короткого замыкания на номинальной частоте, определение превышения температуры обмоток,в этом режиме г кз, О т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения точности определения превышения температуры и экономии материалов трансформаторов, дополнительно устанавливают режим холостого хода на номинальной частоте при на- пряжении д = 1+В (и+0,6)/(1 +0,2 Ву); и,3- соотношения соответственно расчетных потерь в магнитопроводе и катушках и их поверхностей охлаждения;Оном - номинальное напряжение,определяют превышение обмоток в режиме холостого хода гхх и превышение температу ры обмото( определяют как суммуГ =Гхх+Гкэ, гдЕгкз =г(1 +0,004 (г Гкз)Я - превышение 35 температуры обмоток с учетом коэффициентасопротивления обмоток, а г - расчетное превышеие температуры обмоток в номинальном режиме, причем режим короткого замыкания 45 устанавливают при токе гденом - номинальный ток, а превышение 50 температуры обмоток в номинальном режиме определяют по формуле ной= хяй Як+ (ткзГт) 7 к 355