aН — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности шкафа к воздуху, рассчитывается при обдувании поверхности шкафа ветром, Вт/(м2 × К).
dС — толщина стенки шкафа, принять 2,5 ¸ 3 мм;
lС — коэффициент теплопроводности стенки, выполненной из стали,
lС = 45 ¸ 55 Вт/(м × К).
Методика расчета коэффициентов теплоотдачи изложена в[3,4,6].Физические параметры воздуха следует принять из приложения 2 по расчетной температуре воздуха: внутри шкафов +5°С, снаружи — по температуре наиболее холодных суток (см. приложение 6). Константы критериальных уравнений выбрать из приложений 4,5 с учетом условий теплоотдачи и расположения расчетной поверхности теплообмена шкафа.
При расчете коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности aН скорость ветра принять из приложения 6 согласно заданного региона.
При расчете потерь теплоты через пол учесть, что шкафы стоят на бетоне. Толщина бетона =100 мм, коэффициент теплопроводности бетона lб = 1.28 ¸ 1.3 Вт/(м × К) [3, 4]. Потери теплоты через пол в грунт осуществляются сначала посредством теплоотдачи, а далее — теплопроводностью через пол шкафа и бетонную подушку, Вт:
Qп = , (2.4)
где tвн — температура воздуха внутри шкафа, °С;
tгр — температура грунта, °С, можно принять на 10¸15 °С выше температуры наружного воздуха;
Fп — поверхность пола шкафа, м2.
Рассчитывается суммарный конвективный поток теплоты через боковые и верхнюю поверхности шкафа, а также через пол.
Лучистая составляющая теплопотерь определяется уравнением, Вт,
, (2.5)
где со = 5.67 Вт/(м2К4) — коэффициент излучения абсолютно черного тела;
e — степень черноты наружной поверхности шкафа;
e = 0.85 ¸ 0.9 — для поверхностей, покрытых масляной краской или эмалью [3].
ТС, ТВ — абсолютные температуры стенки и окружающего воздуха, К.
Температуру стенки шкафа можно рассчитать, °С,
, (2.6)
где F — расчетная поверхность теплообмена излучением, м2.
По величине суммарных тепловых потерь (2.1) подбирают тип и мощность электрообогревательного устройства,
Расчет выполнен по средней температуре самого холодного периода года. Очевидно, с ростом температуры наружного воздуха мощность электрообогрева должна снижаться. Необходимо разработать схему автоматического регулирования тепловыделения нагревательного устройства в зависимости от температуры наружного воздуха.
2.2 обеспечение влажностного режима
При положительной температуре окружающей среды и высокой влажности воздуха даже небольшое понижение температуры воздуха на 2—3 °С может привести к выпадению росы на изоляторах внутри шкафа КРУ. Наиболее вероятен такой режим в весенне-осенний периоды из-за большой амплитуды суточного колебания температуры. Поэтому в это время года следует сохранить подогрев воздуха внутри шкафов КРУ. Автоматика должна включаться в этом случае при повышении влажности до 95 %.
Мощность подогревателя можно рассчитать исходя из условия, что изменение температуры воздуха внутри шкафа в течение суток не должно опускаться ниже температуры точки росы, Вт,
, (2.7)
где к — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×К), рассчитывается аналогично (2.3);
F — расчетная поверхность теплообмена, м2, определена (2.2);
— температурный напор,°С, вычисляется по уравнению:
,
где — максимальная суточная амплитуда температуры, °С, зависит от региона и месяца [7] и принимается из приложения 7;
tР — температура точки росы, °С, определяется по h-d диаграмме влажного воздуха по величине парциального давления пара РП в зависимости от месяца и региона [7], принятых из приложения 7.
Расчет коэффициентов теплоотдачи выполняется аналогично изложенному выше.
Физические параметры воздуха следует принять из приложения 2. по расчетной температуре воздуха. При расчете коэффициента теплоотдачи от внутреннего воздуха к стенке aВН за определяющую температуру принять температуру точки росы tР соответствующего месяца. Расчет коэффициента теплоотдачи к наружному воздуху aН выполнить для условий естественной конвекции, за определяющую температуру принять среднюю температуру рассчитываемого месяца из приложения 7.
Константы критериальных уравнений выбрать из приложения 4 с учетом условий теплоотдачи и расположения расчетной поверхности теплообмена шкафа.
Для расчета поверхности теплообмена размеры шкафов КРУ приведены на рис. 3, 4, 5.
Расчеты в этом разделе курсовой работы выполняются для нескольких месяцев в соответствии с заданием. Результаты удобно оформить в виде таблиц. Провести анализ выбранной схемы автоматического регулирования для этого периода работы.
Список рекомендуемых источников
1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. Т.2 . Электрооборудование / под ред. А.А. Федорова — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 592 с.
2. Тихомиров П.Н. Расчет трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 528 с.
3. Тепло – и массообмен. Теплотехнический эксперимент: справочник / под ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. — М.: Энергоиздат, 1982. — 512 с.
4. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. — М.: Энергия, 1973. — 320 с.
5. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче.— М.: Энергия, 1980. — 288 с.
6. Борзов В.П., Шабалина Л.Н. Сборник задач по теплотехнике: учебное пособие для студентов. — Кострома: КГСХА, 2002. — 50 с.
7. СНиП 2.01.01–82. Строительная климатология и геофизика. — М.: Стройиздат, 1983. — 136 с.
8. Дорошев К.И. Эксплуатация комплектных распределительных устройств 6—220кВ. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 336 с.
Приложения
Приложение 1
Технические характеристики силовых масляных трансформаторов с естественным охлаждением
Тип
Номинальная мощность, кВА
Номинальное напряжение, кВ
Потери энергии, кВт
Размеры бака, мм
ВН
НН
Рх.х.
Рк.з.
Длина А
Ширина В
Высота Н
ТМ-20/6*
20
6,3
0,4
0,18
0,6
920
780
815
ТМ-20/10*
10
0,22
1170
600
830
ТМ-25/6
25
0,4;0,23
0,105-0,125
0,6-0,69
1120
440
775
ТМ-25/10
ТМ-30/6*
30
0,25
0,85
970
800
885
ТМ-30/10*
0,3
1070
905
ТМ-40/6
40
0,23
0,24
0,88
1075
465
ТМ-40/10
0,15-0,18
0,88-1,0
ТМ-50/6*
50
0,525
0,35
1,325
1060
835
1000
ТМ-63/6
63
0,36
1,28-1,47
530
945
ТМ-63/10
0,22;0,265
ТМ-63/20
0,245;0,29
992
1160
ТМ-100/10*
100
0,73
2,4
1300
890
1130
ТМ-100/6
0,31-0,365
1,97-2,27
1150
1005
ТМ-100/10
ТМ-100/35
20;35
0,39-0,465
1190
895
1420
ТМ-160/6-10
160
6,3;10
0,46-0,54
2,65-3,1
1210
ТМ-160/35
35
0,23;0,4
0,56-0,66
1400
1600
ТМ-180/6*
180
1,0
4,0
1620
1050
ТМ-180/10*
1,2
4,1
1570
910
1220
ТМ-180/35*
10,5
1,5
2340
1375
ТМ-250/10
250
1,05
3,7-4,2
1265
1040
1225
ТМ-250/35
0,96
1450
1250
1655
ТМ-320/6*
320
1,6
6,07
1860
ТМ-320/10*
1,9
6,2
ТМ-320/35*
2,3
2390
1390
ТМ-400/35
400
1,15-1,35
5,5-5,9
1650
1350
1750
ТМ-560/10*
560
2,5
9,4
2270
ТМ-560/35*
3,35
2380
1270
1690
ТМ-630/35
630
0,4;0,69
1,7-2,0
7,6
2060
2000
ТМ-750/10*
750
11,9
2405
1520
1710
ТМ-1000/10*
4,9
15,0
2570
1660
1810
ТМ-1000/35*
35;20
5,1
2810
1670
2040
ТМ-1000/35
0,4;10,5
2,35-2,75
12,2-11,6
1500
1850
ТМ-1000/35А
10,6
1595
ТМ-1600/35
0,69;10,5
3,1-3,65
18;16,5
2620
1580
2150
Страницы: 1, 2, 3