Моделювання Поля Температури Розподільчого Трансформатора

Abstract

Розподільчі трифазні трансформатори з масляною системою охолодження призначені для перетворення електричної енергії одного значення напруги живлення в інше при збереженні частоти змінного струму [2,3,12]. Вони, як безальтернативні електромагнітні перетворювачі з коефіцієнтом корисної дії у 97…99%, знайшли широке впровадження в електричних мережах систем електропостачання електричною енергією кін-цевих споживачів. Загальна потужність розподільчих трансформаторів перевищує потужність електричної енергії, що видобувається вітчизняними виробниками. Перетворення електричної енергії в трансформаторі супроводжується її частковими втратами в стрижнях магнітопроводу -втрати холостого ходу, які не зале-жать від трансформованої потужності, і втратами коро-ткого замикання в обмотках фаз, які є залежними від навантаження трансформатора. Спільно втрати цієї по-тужності у мережах електропостачання сягають 6% від загальних втрат трансформованої потужності [7, 9, 10]. Більш того, такі елементи його конструкції як обмотки фаз у ізоляції і осереддя магнітопроводу збільшують власну температуру від втрат в них потужності.Найбільш вразливою до перевищення температури є ізоляція обмоток. Її перегрів вище за встановлений кла-сом поріг скорочує термін придатності і трансформато-ра в цілому [5,6]. Відтак, з одного боку -на етапі прое-ктування трансформаторів при виборі лінійних наван-тажень для магнітної індукції в осередді магнітопрово-ду, густини струму, теплоємності елементів конструкції тощо, в них закладається деякий резерв на компенсацію можливого перегріву, що призводить до здороження трансформатора. З іншого боку, дійсний графік роботи вказує, що упродовж визначеного терміну трансформа-тор недовантажений за потужністю, а отже його темпе-ратура нижче за нормовану для номінального наванта-ження [17]. Бажання мати економічно обґрунтовану і оптимальну конструкцію трансформатора, яка б відпо-відала дійсному графіку навантажень упродовж роботи тощо, спирається на потребу коректного урахування теплового режиму ще на етапі електромагнітного роз-рахунку. Із урахуванням того, що методики теплового розрахунку, які впроваджені при проектуванні транс-форматорів засновані на емпіричному підході, похибка від їх застосування перевищує 10%, що забагато. Отже, у такому випадку, підвищення адекватності результатів теплового розрахунку є актуальною задачею.