АНАЛІТИЧНИЙ ТА CFD-РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОГО СТАНУ ФОЛЬГОВИХ ОБМОТОК МАСЛЯНИХ РОЗПОДІЛЬНИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ

Анотація

Розроблено аналітичну методику розрахунку теплового стану фольгових обмоток нижчої напруги масляних розподільних трансформаторів. За відомих температур масла в баку ця методика забезпечує визначення коефіцієнтів тепловіддачі на поверхнях обмоток з врахуванням їхніх конструктивних особливостей і теплових навантажень, а також  розрахунок перевищень середньої температури обмотки і її найбільш нагрітої точки над маслом і над охолодним середовищем. Для розрахунку перевищень температури обмотки над маслом методом розділення змінних із застосуванням скінченного косинус-перетворення Фур'є отримано розв’язок крайової задачі для рівняння Пуассона з неоднорідними граничними умовами на поверхнях обмотки прямокутного перерізу з анізотропними властивостями та з нерівномірним по її висоті розподілом втрат. Крім того,  розроблено альтернативний підхід до визначення теплового стану вісесиметричної моделі трансформатора шляхом чисельного CFD-моделювання системи рівнянь руху та нерозривності охолодної рідини Нав’є-Стокса. Це дає змогу отримати розподіл поля швидкостей масла та абсолютних температур як масла в баку, так і фольгових та шарових обмоток трансформатора з використанням мінімальних емпіричних даних щодо фізичних властивостей масла та тепловіддання баків. Методики верифіковано відомими експериментальними даними для трансформаторів ТМ-1000/35 та ТМ-630/10. Бібл. 11, рис. 4, табл. 2.