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小容量單相機(jī)床控制變壓器冷卻方式大多為自冷式,大容量的變壓器均做成油浸冷卻式,這樣可大大提高散熱效率,同時變壓器油具有高的電氣性能,又是很好的絕緣材料。油浸式變壓器的散熱過程是這樣的:鐵心和線圈把熱量首先傳給油,引起油溫度的升高,溫度高的油體積增加比重減小,并向油箱上部運(yùn)動,把熱量帶走,同時冷的油將運(yùn)動到熱油原來的位置,這樣就因油溫有了差別,產(chǎn)生了油的自然循環(huán)流動,把器身的熱量帶到散熱器,然后散給周圍的空氣對于在油中對流散熱的線圈表面,平均散熱系數(shù)可用下列經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)
K≈3(0-0)瓦/公尺1014)
式中線圈表面的溫度℃
近線圈表面的油溫C
比較公式(10-13)和(1014)可知,
油中對流散熱當(dāng)0-0≈20~30℃時,散熱效率要比空氣高15倍左右。
根據(jù)GB1094—71中的規(guī)定,油頂層的溫升為55℃,在此條件下,油的平均溫升為40℃左右。若線圈的溫升為65℃時,線圈對油的溫升應(yīng)為65-40=25℃
一般結(jié)構(gòu)的線圈散熱系數(shù),按公式(10-14)計(jì)算,K≈50~90瓦/℃公尺2,因此線圈的熱負(fù)荷q=Kt≈1250~2250瓦/公尺2大容量的干式變壓器和油浸式變壓器的冷卻器,為了提高熱表面的散熱效率,通常采用吹風(fēng)冷卻。
在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的情況下,垂直的散熱面,自然對流的散熱系數(shù)按下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定:
K=2.50-0瓦/公尺2
(1015式中0散熱表面的溫度℃
一周圍空氣的溫度℃
熱表面在吹風(fēng)冷卻時,對流散出的熱量就要增加,這時垂直冷卻的表面散熱系數(shù),可以取KK(1+1.2瓦/公尺21016
式中K一見公式(10-15
v一冷卻表面空氣流動的速度,公尺/秒。
假設(shè)氣流的速度v=10公尺/秒,由公式(10—16)可得Ka8.5K,即因吹風(fēng)使對流散熱增加了8.5倍。吹風(fēng)冷卻在很大程度上加強(qiáng)了油箱及散熱器表面的對流散熱過程,因而使采用吹風(fēng)冷卻油浸電力變壓器較自冷時提高變壓器容量為30%以上.
風(fēng)冷卻變壓器有自然吹風(fēng)冷卻和強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。圖106繪出變壓器幾種冷卻的示意圖。其中強(qiáng)迫油循環(huán)吹風(fēng)冷卻的油的對流靠油泵唧送,提高了對流速度。
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