Реферати українською » Физика » Тепловий розрахунок силового трансформатора


Реферат Тепловий розрахунок силового трансформатора

шафи (див рис.3, 4, 5), причому у крайніх і середніх шаф, котрі стоять у одному ряду, поверхню теплообміну різна.

Коефіцієнт теплопередачі,Вт/(м2>К), розраховується за рівнянню


, (2.3)

де a>ВН — коефіцієнт тепловіддачі від повітря до внутрішньої стінці шафи, визначається за умови тепловіддачі всередині шафи вільноїконвекцией,Вт/(м2 До),

aМ — коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні шафи до повітрю, розраховується приобдувании поверхні шафи вітром,Вт/(м2 До).

>dЗ — товщина стінки шафи, прийняти 2,5 3 мм;

lЗ — коефіцієнт теплопровідності стінки, виконаною зі сталі,

lЗ = 45 55Вт/(м До).

Методика розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі викладенов[3,4,6].Физические параметри повітря варто прийняти з докладання 2 по розрахункової температури повітря: всередині шаф +5°С, зовні — по температурі найбільш холодних діб (див. додаток 6).Константикритериальних рівнянь вибрати з додатків 4,5 з урахуванням умов тепловіддачі і розташування розрахункової поверхні теплообміну шафи.

При розрахунку коефіцієнта тепловіддачі від зовнішньої поверхні aМ швидкість вітру прийняти з докладання 6 відповідно до заданого регіону.

При розрахунку втрат теплоти через підлогу врахувати, що шафи стоять на бетоні. Товщина бетону =100 мм, коефіцієнт теплопровідності бетону lб = 1.28 1.3Вт/(м До) [3, 4]. Втрати теплоти через підлогу у ґрунт здійснюються спочатку у вигляді тепловіддачі, а далі —теплопроводностью через підлогу шафи і бетонну подушку, Вт:


>Qп = , (2.4)

деt>вн — температура повітря всередині шафи, °З;

>tгрн — температура грунту, °З, можна взяти на1015 °З вище температури зовнішнього повітря;

Fп — поверхню статі шафи, м2.

>Рассчитивается сумарнийконвективний потік теплоти через бічні й верхній поверхні шафи, і навіть через підлогу.

>Лучистая складова тепловтрат визначається рівнянням, Вт,

, (2.5)

де зпро = 5.67Вт/(м2До4) — коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла;

e — ступінь чорноти зовнішньої поверхні шафи;

e = 0.85 0.9 — для поверхонь, покритих олійною фарбою чи емаллю [3].

ТЗ, ТУ — абсолютні температури стінки і навколишнього повітря, До.

>Температуру стінки шафи можна розрахувати, °З,

, (2.6)

де F — розрахункова поверхню теплообміну випромінюванням, м2.

За величиною сумарних теплових втрат (2.1) підбирають тип і потужністьелектрообогревательного устрою,

Розрахунок виконано по середньої температурі самого холодного періоду року. Вочевидь, зі зростанням температури зовнішнього повітря потужністьелектрообогрева повинна знижуватися. Необхідно розробити схему автоматичного регулюваннятепловиделения нагрівального влаштування у залежність від температури зовнішнього повітря.

2.2 забезпеченнявлажностного режиму

При позитивної температурі довкілля та високої вологості повітря навіть невеличке зниження температури повітря на 2—3 °З можуть призвести до випаданню роси на ізоляторах всередині шафи КРУ. Найбільш імовірний такий режим в весняноосінній періоди через велике амплітуди добового коливання температури. Тож у цю пору року слід зберегти підігрів повітря всередині шаф КРУ. Автоматика повинна входитимуть у цьому за підвищенні вологості до 95 %.

Потужністьподогревателя можна розрахувати з умови, зміна температури повітря всередині шафи протягом доби на повинен опускатися нижче від температури точки роси, Вт,

, (2.7)

де до — коефіцієнт теплопередачі,Вт/(м2>К), розраховується аналогічно (2.3);

F — розрахункова поверхню теплообміну, м2, визначено (2.2);

 — температурнийнапор,°С, обчислюється по рівнянню:

,


де — максимальна добова амплітуда температури, °З, залежить від регіону та місяці [7] і законодавців береться з докладання 7;

>tР — температура точки роси, °З, визначається поh-d діаграмі вологого повітря за величиноюпарциального тиску пара РП залежно від місяця - і регіону [7], прийнятих з докладання 7.

Розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі виконується аналогічно викладеного вище.

Фізичні параметри повітря варто прийняти з докладання 2. по розрахункової температури повітря. При розрахунку коефіцієнта тепловіддачі від внутрішнього повітря до стінки a>ВН за визначальну температуру прийняти температуру точки росиtР відповідного місяці. Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі до зовнішньому повітрю aМ виконати для умов природною конвекції, за визначальну температуру прийняти середньої температурирассчитиваемого місяця з докладання 7.

>Константикритериальних рівнянь вибрати з докладання 4 з урахуванням умов тепловіддачі і розташування розрахункової поверхні теплообміну шафи.

Для розрахунку поверхні теплообміну розміри шаф КРУ наведено на рис. 3, 4, 5.

Розрахунки у цьому підрозділі курсової роботи виконуються для кількамісячної відповідно до завданням. Результати зручно оформити як таблиць. Провести аналіз обраної схеми автоматичного регулювання при цьому періоду роботи.


Список які рекомендуються джерел

1. Довідник по електропостачанню і електроустаткування: у два т.Т.2 . Електроустаткування / під ред. А.А. Федорова — М.:Энергоатомиздат, 1987. — 592 з.

2. ТихомировП.Н. Розрахунок трансформаторів. М.:Энергоатомиздат, 1986. — 528 з.

3. Тепло – імассообмен.Теплотехнический експеримент: довідник / під ред. В.А. Григор'єва і В.М. Зоріна. — М.:Энергоиздат, 1982. — 512 з.

4. Міхєєв М.А., Михєєва І.М. Основи теплопередачі. — М.: Енергія, 1973. — 320 з.

5.КраснощековЕ.А.,Сукомел О.С. Задачника потеплопередаче.— М.: Енергія, 1980. — 288 з.

6. Борзов В.П., Шабаліна Л. Н. Збірник завдань ізтеплотехнике: навчальних посібників для студентів. — Кострома:КГСХА, 2002. — 50 з.

7.СНиП 2.01.01–82. Будівельна кліматологія і геофізика. — М.:Стройиздат, 1983. — 136 з.

8.ДорошевК.И. Експлуатація комплектних розподільних пристроїв6—220кВ. — М.:Энергоатомиздат, 1987. — 336 з.


Додатка

Додаток 1

Технічні характеристики силових олійних трансформаторів з природним охолодженням

Тип Номінальна потужність,кВА Номінальне напруга, кВ Втрати енергії, кВт Розміри бака, мм
>ВН >НН >Рх.х. >Рк.з. Довжина А >Ширина У Висота М
>ТМ-20/6* 20 6,3 0,4 0,18 0,6 920 780 815
>ТМ-20/10* 20 10 0,4 0,22 0,6 1170 600 830
>ТМ-25/6 25 6,3 0,4;0,23 0,105-0,125 0,6-0,69 1120 440 775
>ТМ-25/10 25 10 0,4;0,23 0,105-0,125 0,6-0,69 1120 440 775
>ТМ-30/6* 30 6,3 0,4 0,25 0,85 970 800 885
>ТМ-30/10* 30 10 0,4 0,3 0,85 1070 600 905
>ТМ-40/6 40 6,3 0,23 0,24 0,88 1075 465 815
>ТМ-40/10 40 10 0,4 0,15-0,18 0,88-1,0 1075 465 815
>ТМ-50/6* 50 6,3 0,525 0,35 1,325 1060 835 1000
>ТМ-63/6 63 6,3 0,4;0,23 0,36 1,28-1,47 1075 530 945
>ТМ-63/10 63 10 0,4;0,23 0,22;0,265 1,28-1,47 1075 530 945
>ТМ-63/20 63 20 0,4;0,23 0,245;0,29 1,28-1,47 992 775 1160
>ТМ-100/10* 100 10 0,525 0,73 2,4 1300 890 1130
>ТМ-100/6 100 6,3 0,4;0,23 0,31-0,365 1,97-2,27 1150 800 1005
>ТМ-100/10 100 10 0,4;0,23 0,31-0,365 1,97-2,27 1150 800 1005
>ТМ-100/35 100 20;35 0,4;0,23 0,39-0,465 1,97-2,27 1190 895 1420
>ТМ-160/6-10 160 6,3;10 0,4;0,23 0,46-0,54 2,65-3,1 1210 1000 1150
>ТМ-160/35 160 35 0,23;0,4 0,56-0,66 2,65-3,1 1400 1000 1600
>ТМ-180/6* 180 6,3 0,525 1,0 4,0 1620 1050 1070
>ТМ-180/10* 180 10 0,525 1,2 4,1 1570 910 1220
>ТМ-180/35* 180 35 10,5 1,5 4,1 2340 1060 1375
>ТМ-250/10 250 10 0,4;0,23 1,05 3,7-4,2 1265 1040 1225
>ТМ-250/35 250 35 0,23;0,4 0,96 3,7-4,2 1450 1250 1655
>ТМ-320/6* 320 6,3 0,525 1,6 6,07 1860 1210 1220
>ТМ-320/10* 320 10 0,525 1,9 6,2 1860 1210 1220
>ТМ-320/35* 320 35 10,5 2,3 6,2 2390 1390 1450
>ТМ-400/35 400 35 0,23;0,4 1,15-1,35 5,5-5,9 1650 1350 1750
>ТМ-560/10* 560 10 0,525 2,5 9,4 2270 1390 1450
>ТМ-560/35* 560 35 10,5 3,35 9,4 2380 1270 1690
>ТМ-630/35 630 20;35 0,4;0,69 1,7-2,0 7,6 2060 1300 2000
>ТМ-750/10* 750 10 0,525 4,1 11,9 2405 1520 1710
>ТМ-1000/10* 1000 10 6,3 4,9 15,0 2570 1660 1810
>ТМ-1000/35* 1000 35;20 10,5 5,1 15,0 2810 1670 2040
>ТМ-1000/35 1000 20 0,4;10,5 2,35-2,75 12,2-11,6 2570 1500 1850
>ТМ-1000/35А 1000 35 0,4;10,5 2,35-2,75 10,6 2570 1595 1850
>ТМ-1600/35 1600 35 0,69;10,5 3,1-3,65 18;16,5 2620 1580 2150

Додаток 2

Фізичні властивості сухого повітря при У = 760мм.рт.ст. [6]

>t, °З

>r,

>кг/м3

l 102,Вт/м До

>а 106,

м2

>m 106,

М з /м2

n 106, м 2

>Pr
-50 1.584 2.04 12.7 14.6 9.23 0.728
-40 1.515 2.12 13.8 15.2 10.04 0.728
-30 1.453 2.20 14.9 15.7 10.80 0.723
-20 1.395 2.28 16.2 16.2 12.79 0.716
-10 1.342 2.36 17.4 16.7 12.43 0.712
0 1.293 2.44 18.8 17.2 13.28 0.707
10 1.247 2.51 20.0 17.6 14.16 0.705
20 1.205 2.59 21.4 18.1 15.06 0.703
30 1.165 2.67 22.9 18.6 16.00 0.701
40 1.128 2.76 24.3 19.1 16.96 0.699
50 1.093 2.83 25.7 19.6 17.95 0.698
60 1.060 2.90 27.2 20.1 18.97 0.696
70 1.029 2.96 28.6 20.6 20.02 0.694
80 1.000 3.05 30.2 21.1 21.09 0.692
90 0.972 3.13 31.9 21.5 22.10 0.690
100 0.946 3.21 33.6 21.9 23.13 0.688
120 0.898 3.34 36.8 22.8 25.45 0.686
140 0.854 3.49 40.3 23.7 27.80 0.684
160 0.815 3.64 43.9 24.5 30.09 0.682
180 0.779 3.78 47.5 25.3 32.49 0.681
200 0.746 3.93 51.4 26.0 34.85 0.680
250 0.674 4.27 61.0 27.4 40.61 0.677
300 0.615 4.60 71.6 29.7 48.33 0.674
350 0.566 4.91 81.9 31.4 55.46 0.676
400 0.524 5.21 93.1 33.0 63.09 0.678
500 0.456 5.74 115.3 36.2 79.38 0.687

Додаток 3

Фізичні властивості трансформаторного олії на залежність від температури [5]

>t, °З

>r,

>кг/м3

ЗР,

кДж/кг До

l,

>Вт/м До

n 106, м2

b 104,

До-1

>Pr

0.0 892.5 1.549 0.1123 70.5 6.80 866
10 886.4 1.620 0.1115 37.9 6.85 484
20 880.3 1.666 0.1106 22.5 6.90 298
30 874.2 1.729 0.1008 14.7 6.95 202
40 868.2 1.788 0.1090 10.3 7.00 146
50 862.1 1.846 0.1082 7.58 7.05 111
60 856.0 1.905 0.1072 5.78 7.10 87.8
70 850.0 1.964 0.1064 4.54 7.15 71.3
80 843.9 2.026 0.1056 3.66 7.20 59.3
90 837.8 2.085 0.1047 3.03 7.25 50.5
100 831.8 2.144 0.1038 2.56 7.30 43.9
110 825.7 2.202 0.1030 2.20 7.35 38.8
120 819.6 2.261 0.1022 1.92 7.40 34.9

Додаток 4

Значення постійних для формулиNu =c(Grж>Prж)n

Умови тепловіддачі з n >Определяющий розмір

Вертикальна пластина і труба:

>GrPr = 103..109

>GrPr > 109

0.8

0.15

0.25

0.33

висота пластини чи довжина труби

Горизонтальна труба:

10–3GrPr 103

103GrPr 108

1.18

0.5

0.125

0.25

діаметр труби

Горизонтальна пластина приламинарном режимі:

охолодження згори

охолодження знизу

0,54

0,27

0,25

0,25

коротка сторона пластини

Додаток 5

Значення постійних для формулиNu =cReжn >Pr>mж>(Prж/>Prз)0,25

Умови тепловіддачі з n >m >Определяющий розмір

>Продольное обтікання пластини:

>Re < 5105

>Re > 5105

0.66

0.037

0.5

0.8

0.33

0.43

довжина (висота) пластини

>Теплоотдача в гладких трубах

при (>1/d 50):

>Re < 2300

2300 <Re <104

>Re > 104

0.15

0.008

0.021

0.33

0.9

0.8

0.33

0.43

0.43

внутрішній діаметр труби

Додаток 6

>Природно-климатические умови у регіонах РФ

Регіон

(область)

Температура найбільш холодних діб, °З Середня швидкість вітру на січень, м/с

Регіон

(область)

Температура найбільш холодних діб, °З Середня швидкість вітру на січень, м/с
Вологда - 40 6 Орел - 32 6.5
Воронеж - 32 5.1 Пенза - 35 5.6
Іваново - 36 4.9 Перм - 41 5.2
Калуга - 33 4.9 Псков - 34 4.8
Кіров - 37 5.3 >Рязань - 36 7.3
Кострома - 35 5.8 Свердловськ - 41 5
Курськ

Схожі реферати:

Навігація