Тепловые режимы работы трансформаторов и турбогенераторов

Установившийся тепловой режим трансформатора. При неиз­менной нагрузке и температуре окружающего воздуха установив­шийся тепловой режим трансформатора характеризуется посто­янством его температуры и отдельных его частей. Практически он наступает через 7... 18 ч после включения трансформатора под нагрузку.

К этому времени наступает равновесное состояние: энер­гия, выделившаяся в трансформаторе за время t, полностью отда­ется его поверхностью окружающему воздуху.

Полные потери мощности в трансформаторе складываются из потерь короткого замыкания (КЗ), возрастающих пропорционально квадрату силы тока нагрузки, и потерь холостого хода Р_о пример­но пропорционально квадрату магнитной индукции в стали.

Неустановившийся тепловой режим трансформаторов и турбо­генераторов. При эксплуатации трансформаторов нагрузка их из­меняется. При этом изменяется величина потерь Р и превышение температуры, перегрузка трансформатора допускается в течение времени, за которое превышение температуры возрастает со зна­чения начальной температуры до предельно допустимого значе­ния в номинальном режиме, когда температура уже установилась.

Изменение температурного режима активных частей турбоге­нератора может произойти вследствие изменения условий тепло­выделения или условий отвода тепла. Потери энергии в турбоге­нераторах складываются из электромагнитных и механических по­терь. Электромагнитные потери состоят из потерь в стали статора и ротора. Величина этих потерь зависит от активной и реактивной нагрузки. Механические потери связаны с потерями на трение ротора о газ, на циркуляцию охлаждающей среды в машине, на трение в подшипниках и т.д. Они пропорциональны плотности охлаждающего газа. Охлаждение турбогенератора зависит от свойств охлаждающей среды и интенсивности отвода тепла с охлаждае­мой поверхности. При этом существенное значение имеют давле­ние водорода, расход дистиллята в обмотке статора, температура и расход охлаждающей воды в теплообменниках и газоохладите­лях и т.д. Однако несмотря на особенности теплообмена в турбо­генераторах можно с достаточной точностью определить длитель­но допустимые нагрузки турбогенераторов при условиях охлажде­ния, отличных от номинальных; превышения температуры эле­ментов при изменяющейся нагрузке и температуре охлаждающей среды.

Таблица 3.2 Расчетные постоянные времени турбогенераторов, мин

Применяемые системы охлаждения турбогенераторов обеспе­чивают такие условия теплообмена, при которых температура ак­тивных и конструкционных деталей не превосходит допустимой по условиям работы изоляции. Задачей обслуживания является под­держание температуры наиболее нагретых элементов на приемле­мом уровне при всех режимах работы. Это имеет исключительно важное значение, поскольку турбогенераторы обладают сравни­тельно небольшой тепловой инерцией.

При постоянных времени Г, приведенных в табл. 3.2, устано­вившаяся температура обмотки ротора с непосредственным водо­родным охлаждением достигается через 10...20 мин, а обмотки с водяным охлаждением — через 2...3 мин.

Длительно допустимые нагрузки турбогенераторов в зависи­мости от параметров контролируемых величин выдаются дежур­ному персоналу в виде таблиц и графиков после проведения стан­дартных тепловых испытаний.