в готовом трансформаторе по измеренным сопротивлениям обмоток с проводами сечениями qt.

Вес провода каждой обмоткн можно определить и по формуле

G i-ШJ, Glooo 10 (6.27)

где вес одной тысячи метров провода Giooo приводится в соответствующих справочниках.

Пример расчета конструкции обмотки приведен в § 14.7 для силового т. м. м.

Показатели заполнения сечений проводниковым материалом. Разместив обмотку, определим коэффициенты, характеризующие эти показатели:

- коэффициент заполнения проводниковым материалом чистого сечения катушки

~1дГ:бГ(Г:м)Лоз - степень заполнения окна катушкой

~ итоговый коэффициент заполнения окна проводниковым материалом

где /Пок определяется по выражению (5.54), пд -по (5.49), Ск -по (6.8), Дс, ДЛ, 6 -по (5.52), (5.56) и рис. 5.7;

01;(Сд=1) = ок при Сд=1.

Глава 7

ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ТРАНСФОРМАТОРОВ

T,J. Основные сведения опроцессе нагрева т. м. м.

Процессу преобразования энергии в трансформаторе сопутствуют потери мощности, которые выделяются в виде тепла и нагревают трансформатор. Нагрев не должен быть чрезмерным и приводить к ускоренному выходу трансформатора из строя.

Потери в трансформаторе складываются нз четырех составляющих: потерь в проводниках катушек, потерь в сердечнике, потерь в электрической изоляции, добавочных потерь.

Потери в изоляции проявляют себя ощутимо только у высоковольтных трансформаторов при достаточно высокой частоте (см. § 5.2). Добавочные потери вызваны вихревыми токами в неактивных элементах конструкции (например, кожухах и баках) за счет полей рассеяния и играют заметную роль для мощных трансформаторов. У т. м. м. напряженность внешних полей рассеяния мала, и этн потерн, как правило, практически неосязаемы.

Потери в проводниках и в изоляции объединим в общем понятии потерь в катушках р (как правило, вторая составляющая практического значения ие имеет). Потери

и потерн в сердечнике рс определяют степень нагрева т. м. м. Одновремен1ю с повышением температуры трансформатора по сравнению с температурой окружающей среды tc начинается и процесс отдачи тепла трансформатором в окружающую среду. Этот процесс происходит под воздействием превышения температур, или перегрева,

t - t - tc, град*. (7.1)

* В отличие от единицы измерения температур С, единицу измерения перегрева обозначаем град.

Теплообмен со внешней средой осуществляется через все наружные поверхности трансформатора, обрап1;енные в эту среду. Он обусловлен тремя физическими явлениями- конвекцией, лучеиспусканием, теплопроводностью среды - и происходит тем интенсивнее, чем больше перегрев т. В конце концов наступает тепловое равновесие - равенство мощностей (количеств тепла), выделяющихся в трансформаторе и отводимых во внешнюю среду. Наступает установившийся тепловой режим работы трансформатора. Его температура и перегрев т меняются в процессе нагрева примерно по закону экспоненты, достигая в установившемся режиме практически постоянных значений (изменение ие более ГС/час).

Полное время нагрева т. м. м. зависит от их массы (размеров), составляя от нескольких минут для очень маленьких образцов до нескольких часов для больших. Для тепловых расчетов обычно используют тепловую постоянную нагрева Т, которая равна примерно одной четверти этого полного времени. Постоянная Т нужна, в частности, при тепловых расчетах повторно-кратковременных и импульсных режимов работы т. м. м.

Значения Т в функции веса т. м. м. G приведены несколько ниже иа рис. 7.14. Там же наряду с весом отложен по оси абсцисс обобщенный критерий Сгт, позватяющий найти Т, ие зная веса G, а располагая лишь заданными электрическими параметрами проектируемого т. м. м. (мощность и др.). Иногда это бывает необходимо. Для критерия Сг можно предложить выражение

Размерные критерии Сгах вводятся далее (выражение (9.64), (9.65), §9.5).

Для т. м. м. естественного тегшового режима работы (§ 7.6, 14.3, 9.3) ©г = 1, для т. м. м. вынужденного теплового режима работы (там же) т ~ 6/7. Критерий Сг установлен с учетом выводов, изложенных в § 11.9, 11.10.

7.2. Задачи анализа теплового режима т.м.м.

Итак, чрезмерный нагрев трансформатора выводит его из строя гораздо раньше, чем нам хотелось бы (бесконечно долгий срок службы вообще невозможен). Самое слабое