«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ “ЛЭТИ”) 13.04.02 - «Электроэнергетика и Направление электротехника» 13.04.02.10 - Автоматизированные Программа электромеханические комплексы и системы Факультет ЭА Кафедра РАПС К защите допустить Зав. кафедрой, д.т.н. доцент Белов М.П. ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА МАГИСТРА Тема: Исследование тепловых процессов в силовых трансформаторах Студент Шкарбун Н.С. подпись Руководитель Лавров А.Г. к.т.н., доцент (Уч. степень, уч. звание) Консультанты подпись Иванов А.Н. к.т.н., доцент (Уч. степень, уч. звание) подпись Козлова Л.П. к.т.н., доцент (Уч. степень, уч. звание) подпись Санкт-Петербург 2018 ЗАДАНИЕ НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ Утверждаю Зав. кафедрой РАПС Белов М.П. «___»______________20___ г. Студент Шкарбун Н.С. Группа 2403 Тема работы: Исследование тепловых процессов в силовых трансформаторах Место выполнения ВКР: СПбГЭТУ “ЛЭТИ”, кафедра РАПС Исходные данные (технические требования): силовой трансформатор типа ТДНС-40000/35, требования к силовым масляным трансформаторам класса напряжения 35 кВ согласно ГОСТ 11920-85 и ГОСТ Р 52719-2007. Содержание ВКР: Расчет параметров силового трансформатора. Подготовка конструкторской документации остова трансформатора. Разработка CFDмодели части трансформатора, включающей обмотку. Расчет и анализ параметров нагрева при изменении геометрии обмотки. Разработка оперативного метода расчета и анализа тепловых процессов. Перечень отчетных материалов: Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе в бумажном и электронном видах, иллюстративный материал, презентация. Дополнительные разделы: Специальные вопросы обеспечения безопасности. Дата выдачи задания Дата представления ВКР к защите «___»______________20___ г. «___»______________20___ г. Студент Руководитель Шкарбун Н.С. к.т.н. доцент (Уч. степень, уч. звание) Лавров А.Г. КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ Утверждаю Зав. кафедрой РАПС Белов М.П. «___»______________20___ г. Студент: Шкарбун Н.С. Группа 2403 Тема работы: Исследование тепловых процессов в силовых трансформаторах № п/п 1 2 3 Наименование работ Обзор литературы по теме работы Обзор тепловых процессов в силовых масляных трансформаторах Анализ методов расчета нагрева силовых трансформаторов 4 Расчет параметров силового трансформатора 5 Разработка CFD-модели 6 Разработка метода расчета и анализа тепловых процессов 7 Оформление пояснительной записки 8 Оформление иллюстративного материала Студент Руководитель Срок выполнения 01.09 – 20.05 05.09 – 10.10 11.10 – 02.11 03.11 – 15.02 16.02 – 17.03 18.03 – 30.04 01.05 – 20.05 15.05– 20.05 Шкарбун Н.С. к.т.н. доцент (Уч. степень, уч. звание) Лавров А.Г. РЕФЕРАТ Пояснительная записка 92 страниц, 19 рисунков, 17 таблиц, 46 источников, 2 приложения СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ, СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ, ГЕОМЕТРИЯ ОБМОТОК, ОТВОД ТЕПЛА, РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА, CFD-МОДЕЛИРОВАНИЕ, МЕТОД РАСЧЕТА НАГРЕВА Объектом исследования являются тепловые процессы в силовых трансформаторах. Цель работы – разработка метода, позволяющего оперативно произвести расчет параметров нагрева и анализ тепловых процессов силового трансформатора, с целью выбора наиболее оптимальной геометрии обмоток. В работе рассмотрены тепловые процессы в силовых трансформаторах, определены причины нагрева, системы охлаждения и специальные конструкции обмоток, применяемые для силовых масляных трансформаторов. Проведен анализ методов расчета нагрева силовых трансформаторов. Проведен расчет силового трансформатора ТДНС-40000/35. Разработана конструкторская документация остова ТДНС-40000/35. Разработаны CFD-модели, при помощи которых произведен расчет параметров нагрев обмоток, имеющих различную геометрию. На основании результатов расчета разработан приближенный метод расчета, позволяющий оперативно оценить эффективность отвода тепла от обмоток силовых масляных трансформаторов при изменении их геометрии. Даны рекомендации по улучшению эффективности отвода тепла от обмоток. Рассмотрены специальные вопросы обеспечения безопасности. ABSTRACT Explanatory note 92 pages, 19 figure, 17 tables, 46 sources, 2 applications POWER TRANSFORMER, THERMAL PROCESSES, COOLING SYSTEMS, GEOMETRY OF WINDINGS, HEAT DISTANCE, CALCULATION OF THE TRANSFORMER, CFD-MODELING, METHOD OF CALCULATION OF HEATING Object of research are thermal processes in power transformers. The purpose of the work is to develop a method that allows the calculation of heating parameters and analysis of thermal processes of a power transformer to be performed promptly, in order to select the most optimal winding geometry. In work heat processes in power transformers are considered, the reasons of heating, cooling systems and special designs of windings, applied for power oil transformers are defined. Analyzed the methods for calculating the heating of power transformers. The calculation of the power transformer TDNS-40000/35 is carried out. The design documentation of the core of TDNS-40000/35 has been developed. CFD-models have been developed, with the help of which the calculation of the parameters of the heating of windings having different geometries was made. Based on the calculation results, an approximate calculation method has been developed that allows us to quickly assess the efficiency of heat removal from the windings of power oil transformers when their geometry changes. Recommendations are given for improving the efficiency of heat removal from windings. Special security issues were considered. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 7 1 Тепловые процессы в силовых масляных трансформаторах ....................... 11 1.1 Нагрев трансформаторов ......................................................................... 11 1.2 Охлаждение силовых масляных трансформаторов ................................ 13 1.2.1 Системы охлаждения ....................................................................... 14 1.2.2 Специальные конструкции обмоток ................................................ 18 2 Анализ методов расчета нагрева силовых трансформаторов ...................... 23 2.1 Метод эквивалентных тепловых схем ..................................................... 23 2.2 CFD-моделирование ................................................................................. 23 2.3 Эмпирические методы расчета ................................................................ 24 3 Расчет трансформатора .................................................................................. 26 4 Разработка CFD-модели ................................................................................. 57 4.1 Геометрическая модель ............................................................................ 57 4.2 Математическая модель ........................................................................... 59 4.3 Начальные и граничные условия ............................................................. 60 5 Анализ результатов расчета ........................................................................... 62 6 Разработка оперативного метода расчета и анализа тепловых процессов.. 70 7 Специальные вопросы обеспечения безопасности....................................... 76 7.1 Функциональная безопасность силовых масляных трансформаторов.. 76 7.2 Снижение шума силовых масляных трансформаторов.......................... 78 7.3 Эргономика программного обеспечения ................................................ 79 7.4 Эргономика рабочего места при работе за компьютером ...................... 82 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................. 85 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ .......................................... 88 Приложение А. Сборочный чертеж остова ТДНС-40000/35 Приложение Б. Спецификация остова ТДНС-40000/35 6 ВВЕДЕНИЕ Одним из наиболее важных электротехнических устройств, применяемых сегодня в электроэнергетических системах, промышленности и быту является трансформатор. Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока [1]. Трансформаторы применяются для различных целей [2]: - трансформации и регулирования напряжения в электроэнергетических системах; - согласования напряжения на выходе и входе преобразователя и обеспечения нужной схемы включения вентилей; - питания различных цепей электронной аппаратуры, радиоаппаратуры, устройств связи и автоматики; - различных технологических целей: сварки, питания электротермических установок и др. - включения электроизмерительных приборов и некоторых аппаратов (реле и др.) в электрические цепи высокого напряжения или в цепи, по которым проходят большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения электробезопасности. По назначению трансформаторы разделяются: измерительные трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, защитные трансформаторы, лабораторные, промежуточные. Наибольшее применение в энергетических системах передачи и распределения электроэнергии имеют силовые трансформаторы напряжения [3, 4]. К силовым трансформаторам в соответствии с ГОСТ 16110-82 относят трехфазные и многофазные трансформаторы мощностью 6,3 кВА и более, однофазные трансформаторы мощностью 5 кВА и более. Благодаря силовым 7 трансформаторам в системах передачи электроэнергии производится повышение и понижение напряжения, что позволяет уменьшить омические потери в проводах линий электропередачи и осуществить передачу электрической энергии на дальние расстояния. Также силовые трансформаторы используются для питания промышленных объектов, таких как электротермические печи для плавки металлов, электровозы железнодорожного транспорта, подземные шахтные сети и др. [1, 2]. В настоящее время производством силовых трансформаторов занимается множество фирм по всему миру, ведущими мировыми производителями являются: «Siemens», «General Electric», «ABB», «Hyundai Heavy Industries», «TBEA» [5]. Производство силовых трансформаторов также развито в России, к наиболее крупным отечественным производителям относятся: «Энергомаш Екатеринбург», «Тольяттинский трансформатор», «ЭТК «БирЗСТ», «Группа компаний Электрощит-ТМ-Самара», «Алттранс» [6]. Силовые трансформаторы являются ответственными звеньями систем электроснабжения, от надежности их работы зависит бесперебойность электроснабжения потребителей, энергетическая эффективность и безопасность производственных процессов. Эксплуатационная надежность силовых трансформаторов высока и во многом определяется температурой нагрева обмоток. Основным видом изоляции обмоток силовых трансформаторов является бумажная изоляция, подверженная термическому старению, при этом металлические элементы конструкции трансформатора могут без повреждений выдерживать высокие температуры. В процессе термического старения происходит изменение молекулярной структуры изоляционных материалов, что приводит к снижению диэлектрической прочности и ухудшению механических свойств изоляции, в следствие этого возникают пробои изоляции. Термической старение изоляционных материалов, применяемых в силовых трансформаторах, рассмотрено в работах [7, 8, 9, 10, 11]. Термическое старение кумулятивный и необратимый процесс. Увеличение температуры нагрева обмоток трансформатора приводит к увеличению 8 скорости термического старения [12]. Так срок службы силового масляного трансформатора при температуре обмоток 95 С составляет 20-26 лет, а при температуре 103 С только 10-13 лет [8, 11]. Термическому старению также подвержено трансформаторное масло, выполняющее функции теплоносителя и изолирующей среды в силовых масляных трансформаторах. В процессе термического старения трансформаторное масло меняет физико-химические и диэлектрические свойства: увеличивается кислотное число и зольность, появляются низкомолекулярные кислоты, которые оказывают негативное воздействие на бумажную изоляцию и металлы, появляются осадки, ухудшающие условия охлаждения обмоток. Термическое старение трансформаторного масла менее опасно для работы трансформатора, чем термическое старение изоляции обмоток, поскольку в течение эксплуатации силового масляного трансформатора производится контроль качества трансформаторного масла. Допустимые значения параметров трансформаторного масла установлены в [13]. При обнаружении отклонений значений параметров от допустимых производится комплекс работ по регенерации трансформаторного масла. Термическое старение и методы регенерации трансформаторного масла рассмотрены в [14, 15]. Сокращение скорости термического износа изоляции обмоток возможно при помощи специальных конструкций обмоток, рассмотренных в [7, 16, 17]. Геометрия специальных конструкций обмоток обеспечивает более равномерное обтекание элементов обмотки потоками масла, что приводит к интенсификации отведения тепла. Для выбора наиболее оптимальной конструкции обмоток необходимо иметь возможность на стадии проектирования трансформатора оценить эффективность отведения тепла от обмоток, обладающих заданной геометрией. В работах [16, 17, 18, 19] для расчета нагрева обмоток, имеющих специальную конструкцию, предложен метод CFD-моделирования, этот метод требует большого количества времени и вычислительных ресурсов. Метод эквивалентных тепловых схем, рассмотренный в [20, 21], является не оперативным и 9 достаточно сложным методом решения задачи. Для силовых масляных трансформаторов справедливо тепловое подобие, поскольку при увеличении мощности трансформатора увеличиваются как потери, так и теплоемкости [22]. Тепловое подобие позволяет разработать простой и быстрый приближенный метод расчета, действующий для силовых масляных трансформаторов. При помощи такого метода при естественной циркуляции трансформаторного масла для разных геометрий обмотки может производится расчет превышений средних и максимальных температур обмотки над температурами трансформаторного масла, эти величины позволяют оценить эффективность отведения тепла от обмотки и применяются при испытаниях на нагрев силовых трансформаторов. Таким образом цель работы: разработка метода, позволяющего оперативно произвести расчет параметров нагрева и анализ тепловых процессов силового трансформатора, с целью выбора наиболее оптимальной геометрии обмоток. Для достижения цели необходимо выполнить следующее: - обзор тепловых процессов в силовых масляных трансформаторах; - анализ методов расчета нагрева силовых масляных трансформаторов; - расчет и обзор конструкции силового масляного трансформатора; - расчет показателей нагрева обмотки силового масляного трансформатора при различной геометрии обмотки; - разработать метод расчета, позволяющий оперативно производить оценку эффективности отвода тепла для разных геометрий обмотки. 10 1 Тепловые процессы в силовых масляных трансформаторах 1.1 Нагрев трансформаторов Основной причиной нагрева трансформаторов являются потери электрической мощности в его активных элементах. Суммарные потери при нагрузке равны сумме потерь холостого хода ( pх ) и потерь короткого замыкания ( pк ) [3]. Потери холостого хода – это потери, возникающие в трансформаторе в режиме холостого хода при номинальном напряжении и номинальной частоте. В режиме холостого хода через трансформатор не передается электрическая энергия, трансформатор находится в возбужденном состоянии и подобен катушке со стальным сердечником, включенной в сеть переменного тока, при этом имеют место потери в магнитопроводе и в первичной обмотке. Потери в магнитопроводе обусловлены перемагничиванием стали, вызванными переменным магнитным потоком, который создается током намагничивания, протекающим в первичной обмотке. Наибольшее влияние на потери в магнитопроводе оказывает сталь, из которой выполнен магнитопровод, и система шихтовки. Сегодня для снижения потерь холостого хода в силовых трансформаторах применяют холоднокатаную сталь с анизотропией свойств [3, 8]. Потери короткого замыкания включают в себя: - основные потери в токоведущих частях трансформатора, создаваемые рабочим током и определяемые законом Джоуля-Ленца; - добавочные потери в токоведущих частях, вызываемые полем рассеяния обмоток; - потери в металлических элементах конструкции, обусловленные полем рассеяния обмоток. Полем рассеяния называется часть магнитного поля трансформатора, которая замыкается частично или полностью вне магнитопровода. Поле рассеяния создает в проводах обмоток ЭДС, под действием которой протекаю токи. 11 Эти токи в отличие от токов нагрузки замыкаются внутри отдельных проводов и между параллельными ветвями обмотки. Наличие в проводах обмотки токов, вызванных полем рассеяния, приводит к возникновению эффекта вытеснения тока нагрузки, то есть распределение плотности тока по поперечному сечению проводов и токораспределение между параллельными ветвями становится неравномерным. Неравномерное распределение плотности тока по сечению провода и между параллельными ветвями приводит к увеличению активного сопротивления обмотки, что является причиной добавочных потерь [3]. На рисунке 1 схематично проиллюстрированы пути замыкания поля рассеяния при неравномерном распределении МДС по высоте обмоток трансформатора [21]. Рисунок 1 - Поле рассеяния трансформатора Поля рассеяния, проходя через ферромагнитные детали конструкции трансформатора, вызывают в них потери от вихревых токов и гистерезиса. Такие потери возникают в: стенках бака, прессующих кольцах, ярмовых балках, бандажах, нажимных и стяжных пластинах, электромагнитных и электростатических экранах. 12 1.2 Охлаждение силовых масляных трансформаторов Для более эффективного отвода тепла в мощных силовых трансформаторах активные элементы погружают в среду жидкого теплоносителя. В качестве жидкого теплоносителя применяют: минеральное масло, совтол, полиметилсилоксаны и другие синтетические жидкие диэлектрики. Синтетические жидкие диэлектрики, имеют ряд преимуществ перед минеральным маслом: низкую токсичность, низкую скорость термического разложения, огнестойкость, небольшое влияние содержание влаги на диэлектрические свойства. Высокая стоимость синтетических жидких диэлектриков ограничивает их широкое применение в отечественной промышленности, их используют при предъявлении повышенных требований к пожаробезопасности трансформаторов, поэтому далее будут рассмотрены силовые масляные трансформаторы [24]. В силовых масляных трансформаторах путем конвективного теплообмена тепло отводится от тепловыделяющих элементов в трансформаторное масло. В результате наличия разницы температур между слоями трансформаторного масла, возникает явление конвекции, которое обеспечивает циркуляцию масла через бак и охлаждающее устройство, для повышения скорости циркуляции применяют нагнетатели. В охлаждающем устройстве, которым может быть радиатор или теплообменник, тепло от трансформаторного масла передается в окружающую среду путем излучения и конвективного теплообмена [3]. Для силовых масляных трансформаторов определены системы охлаждения, отличающиеся по методу циркуляции трансформаторного масла и методу отведения тепла от жидкого теплоносителя в окружающую среду. 13 1.2.1 Системы охлаждения В соответствии с ГОСТ Р 52719-2007 для силовых масляных трансформаторов определены методы организации циркуляции трансформаторного масла: - ON – естественная циркуляция; - OF – принудительная циркуляция; - OD – направленная циркуляция. Метод циркуляции ON был разработан менее чем через 10 лет после изобретения трансформатора. Характерной особенностью этого метода является относительно высокая разница температур между высшими и нижними слоями трансформаторного масла в баке, что обеспечивает естественную циркуляцию [26]. Метод циркуляции OF используется в трансформаторах высокой мощности, характерной особенностью этого метода является использование насосов для принудительной циркуляции масла в радиаторах с целью повышения эффективности, уменьшения размеров и цены системы охлаждения [26]. В методе OD циркуляция масла через радиаторы и обмотки происходит принудительным способом. С помощью насосов и направляющих потока большая часть масла циркулирует вдоль обмоток, что делает отвод тепла более эффективным чем в системах охлаждения ON и OF [26]. Отведение тепла от жидкого диэлектрика может производиться при помощи радиаторов или теплообменников, в ГОСТ Р 52719-2007 установлены методы циркуляции: - AN – естественная циркуляция воздуха; - AF – принудительная циркуляция воздуха; - WF – принудительная циркуляция воды. Комбинации методов циркуляции трансформаторного масла и методов отведения тепла в окружающую среду формируют следующие варианты систем охлаждения (в порядке увеличения эффективности): М (ONAN), 14 Д (ONAF), МЦ (OFAN), НМЦ (ODAN), ДЦ (OFAF), НДЦ (ODAF), Ц (OFWF), НЦ (ODWF) [25]. Рассмотрим наиболее часто используемые из этих систем: - М (ONAN) В этой системе нагретое масло, обладая меньшей плотностью, движется в верхние слои и попадает в радиаторы. Тепло от масла рассеивается в атмосфере за счет естественного воздушного потока вокруг трансформатора, масло охлаждается и его плотность увеличивается, затем охлажденное масло движется в нижние слои (рисунок 2). Для улучшения отдачи тепла в окружающую среду может использоваться бак с оребренными поверхностями. Применяется для трансформаторов мощностью до 15 МВА [26, 27]. Рисунок 2 – Система охлаждения М (ONAN) - Д (ONAF) Теплоотвод от радиаторов увеличен за счет принудительной циркуляции воздуха, обеспечиваемой установленными на радиаторах вентиляторами (рисунок 3). Вентиляторы могут быть снабжены автоматическими пусковыми 15 устройствами, которые запускают их при достижении установленной температуры. Система Д (ONAF) является более дорогой чем М (ONAN), применяется для трансформаторов мощностью до 80 МВА [26, 27]. Рисунок 3 – Система охлаждения Д (ONAF) - ДЦ (OFAF) Масло циркулирует через принудительно обдуваемый радиатор при помощи насоса (рисунок 4). Радиатор может быть установлен отдельно от бака. При малой нагрузке метод ДЦ (OFAF) аналогичен М (ONAN), только при достижении установленной температуры происходит включение вентиляторов и насосов. Применяется для трансформаторов мощностью от 63 МВА [26, 27]. Рисунок 4 – Система охлаждения ДЦ (OFAF) 16 - НДЦ (ODAF) Интенсификация отвода тепла от обмоток и более равномерное распределение температуры обеспечивается созданием направленных потоков масла в обмотках при помощи нагнетателей, через отводы масло подается в разные части обмотки (рисунок 5) [26]. Рисунок 5 – Система охлаждения НДЦ (ODAF) - Ц (OFWF) Применяется теплообменник, в котором циркулируют трансформаторное масло и вода (рисунок 6). Уровень и давление масла всегда поддерживается выше чем у воды, что при возникновении утечки не позволяет воде попасть в бак трансформатора. Вода охлаждается при помощи отдельных радиаторов [26, 27]. 17 Рисунок 6 – Система охлаждения Ц (OFWF) Система компактна из-за большой интенсивности теплообмена. Применяется при мощности трансформатора от 160 МВА при наличии достаточного количества воды. Такая система используется для силовых трансформаторов, установленных на гидроэлектростанциях и мощных тепловых электростанциях [26, 27]. 1.2.2 Специальные конструкции обмоток По условию теплообмена и конструкции различают два типа обмоток – катушечные и цилиндрические. Более эффективное отведение тепла обеспечивает конструкция катушечных обмоток, поскольку при помощи прокладок из электрокартона и бакелита обеспечивается разделение групп проводов по высоте обмотки (рисунок 7, г-к) [28]. 18 Рисунок 7 – Сечения обмоток различной конструкции а-в – цилиндрические обмотки; г-и – катушечные обмотки; к, л – катушечные обмотки с осевыми каналами. Обозначения: 1 – катушка; 2 – осевой канал; 3 – горизонтальный канал, образованный межкатушечными прокладками. Прокладки, размещаясь на поверхности катушек, создают горизонтальные охлаждающие каналы. Вертикальные охлаждающие каналы формируются вертикальными изоляционными цилиндрами из электрокартона, расположенными возле обмотки. Положение прокладок между катушками также фиксируется вертикальными рейками из клееного электрокартона, установленными между изоляционными цилиндрами и поверхностью обмоток [28]. При такой конструкции обмоток в горизонтальных каналах между катушками могут возникать условия, при которых основной поток теплоты движется от нижней поверхности канала к верхней, при этом движение потоков масла в канале имеет петлеобразный характер. На рисунке 8 представлена картина петлеобразного движения потоков масла в горизонтальных каналах, которая определена в результате расчетов CFD-моделей в главе 5. Петлеобраз- 19 ный характер движения масла приводит к ухудшению теплоотвода и повышению температуры в центральных частях катушек [29]. Рисунок 8 – Петлеобразный характер протекания масла в горизонтальном канале В силовых масляных трансформаторах средней и большой мощности для улучшения теплообмена между обмотками и трансформаторным маслом зарубежными и некоторыми отечественными производителями применяются специальные конструкции обмоток катушечного типа, которые обеспечивают более интенсивную циркуляцию потоков масла около поверхностей нагревающихся элементов обмотки. Таким образом специальные конструкции обмоток позволяют эффективнее отводить тепло от элементов обмотки, что обеспечивает снижение риска возникновения межвиткового короткого замыкания и увеличивает срок службы трансформатора [7, 16, 17]. Специальные конструкции обмоток образуются путем введения в стандартную конструкцию направляющих элементов или дополнительных несимметрично расположенных осевых каналов. Дополнительные несимметрично расположенные осевые каналы разделяют катушки на два разных по ширине элемента, чередующихся в вертикальном направлении, снижая таким образом гидродинамическое сопротивление и образуя зигзагообразное движение потоков масла, что обеспечивает более равномерную циркуляцию трансформаторного масла около поверхностей обмотки и приводит к повышению эффективности отведения тепла. Направляющие элементы устанавливаются между катушками, обеспечивая увеличение интенсивности радиальной циркуляции трансформаторного масла, что повышает эффективность отведения тепла от 20 обмотки. Изменение интервала установки направляющих элементов позволяет изменить гидравлическое сопротивление обмоток. На рисунке 9 приведены картины теплового поля и распределения потоков масла, которые рассчитаны в главе 5 для обмоток, имеющих стандартную конструкцию (рисунок 9, а), конструкцию с направляющими элементами (рисунок 9, б) и конструкцию с дополнительными осевыми каналами (рисунок 9, в) [7, 16, 29]. Недостатками применения специальных конструкций обмоток являются усложнение производства и увеличение затрат. Для конструкции с направляющими элементами имеется риск разрушения направляющих элементов во время усадки обмотки [7, 28]. Эффективность отведения тепла от обмоток также зависит от ширины внутреннего и наружного канала, высоты горизонтальных каналов, поскольку данные параметры геометрии оказывают влияние на характер течения трансформаторного масла [7]. 21 Рисунок 9 – Картины тепловых полей и движения потоков трансформаторного масла Определение параметров нагрева обмоток, имеющих специальную геометрию, производится при помощи систем автоматизированного проектирования, для которых требуется высокая производительность вычислительных машин и значительное количество времени для проведения расчетов. Поэтому существует необходимость в разработке метода, позволяющего оперативно на стадии проектирования силовых масляных трансформаторов произвести расчет параметров нагрева обмоток, имеющих специальную геометрию, что позволит определить эффективность отведения тепла и выбрать наиболее оптимальную геометрию обмоток. 22 2 Анализ методов расчета нагрева силовых трансформаторов 2.1 Метод эквивалентных тепловых схем Метод эквивалентных тепловых схем широко применяется для теплового расчета трансформаторов и шунтирующих реакторов. Он основан на подобии процессов теплопроводности и электропроводности и изоморфизме уравнений, описывающих их. Тепловые схемы составляются следующим образом: тепловые потери заменяются точечными источниками, расположенными в центрах рассматриваемых элементов конструкции; охлаждающая жидкость и стенки элементов конструкции заменяются тепловыми сопротивлениями; превышения температур на тепловых сопротивлениях рассчитываются по уравнениям, составленным по законам Ома и Кирхгофа для тепловой цепи. Метод позволяет определить только средние температуры отдельных элементов, таким образом определение местоположения и размещения наиболее нагретой точки обмотки невозможно [20, 30]. Недостатком метода является сложность учета анизотропных тепловых свойств, многослойной структуры и формы элементов [20]. 2.2 CFD-моделирование Вычислительная гидрогазодинамика (Computational Fluid Dynamics – CFD) является наиболее современным и точным методом, позволяющим производить расчеты процессов, возникающих в потоках жидкостей и газов. В основе метода лежит численный метод конечных элементов и полная система уравнений Новье-Стокса. CFD-моделирование позволяет произвести расчет полей температур в произвольном количестве точек геометрической модели с учетом влияния на потоки теплоносителя геометрии обмоток и других конструкций. Таким образом CFD-моделирование является методом, который 23 позволяет оценить эффективность теплоотвода от обмоток, обладающих любой конструкцией [31]. Достоинства CFD-моделирования [31, 32]: - исследуемые объекты могут иметь сложную геометрию; - алгоритм вычисления имеет матричную форму и единообразен для различных физических задач; - конечные элементы могут иметь различную форму и размеры; - можно исследовать изотропные и анизотропные объекты с линейными и нелинейными свойствами. Недостатком CFD-моделирования являются высокие требования программных пакетов, в которых реализован этот метод, к производительности вычислительной машины. Расчет сложных систем может производится десятки часов. Для сокращения времени расчета производится упрощение модели объекта [32]. Вычислительная гидрогазодинамика реализована во многих программных пакетах: ANSYS, COMSOL, AGROS 2D, Autodesk и др. [33]. 2.3 Эмпирические методы расчета Эмпирические методы основаны на математической аппроксимации результатов исследования реального объекта или результатов исследования объекта более точными методами, таким образом они являются приближенными методами расчета. Эмпирические методы позволяют получить требуемые результаты за небольшое количество времени, поэтому они могут применяться на ранних стадиях проектирования. К такому типу методов относится метод расчета нагрева масляных трансформаторов, приведенный в [34]. Существующие эмпирические методы расчета нагрева силовых масляных трансформаторов не учитывают конструкции обмоток с дополнительными осевыми каналами и направляющими элементами. 24 Для определения температуры обмоток и оценки эффективности отвода тепла от обмоток, имеющих специальную конструкцию, могут применяться эмпирические формулы, позволяющие рассчитать превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой окружающей среды, превышение средней температуры обмотки над средней температурой масла и превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой верхних слоев масла. Приведенные параметры нагрева используются при испытаниях на нагрев. Меньшие значения этих параметров, свидетельствуют о более эффективном отводе тепла от обмоток к маслу [35]. Для разработки эмпирических формул необходимо произвести расчет нагрева обмотки и трансформаторного масла при разной геометрии обмоток при помощи CFD-метода, и произвести аппроксимацию полученных результатов. 25 3 Расчет трансформатора В качестве объекта исследования выбран трехфазный двухобмоточный силовой масляный трансформатор ТДНС–40000/35, поскольку это устройство имеет стандартную конструкцию, что позволят применить результаты исследования на большинство силовых масляных трансформаторов, производимых отечественной промышленностью. Параметры трансформатора, полученные в результате его расчета, необходимы для разработки CFD-модели. Расчет трансформатора проведен по методике, изложенной в [34]. Все обозначения, используемые при расчете приняты в соответствии с применяемой методикой. Введем сокращения: ВН – высшее напряжение, НН – низшее напряжение, РПН – устройство регулирования напряжения под нагрузкой. а) Основные параметры трансформатора ТДНС-40000/35 [36]: - номинальная мощность S 40000 кВ А; - число фаз m 3; - номинальная частота сети f 50 Гц; - номинальное напряжение обмотки ВН: U 2 36,75 кВ; - номинальное напряжение обмотки HH: U1 10,5 кВ; - вид, диапазон и количество ступеней регулирования напряжения на стороне ВН: РПН 8 1,5%; - схема и группа соединения обмоток: / 0; - способ охлаждения – принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла; - режим нагрузки – продолжительный; - характер установки – наружная; - потери холостого хода: px 36 кВт; - потери короткого замыкания: pк 170 кВт; 26 - напряжение короткого замыкания: uк 8,5%; - ток холостого хода: iх 0,5%; - класс нагревостойкости изоляции – А; - материал обмоток – медь; - конструкция магнитной системы – плоская магнитная система стержневого типа. б) Расчет основных электрических величин Мощность одной фазы трансформатора: Sф S / m, где S - номинальная мощность трансформатора, кВ А; m - число фаз. Sф 40000 / 3 13333 кВ А. Мощность на одном стержне: S S / c, где c - число активных (несущих обмотки) стержней трансформатора. S 40000 / 3 13333 кВ А. Номинальные токи: S 103 I , 3U где S - мощность трансформатора, кВ А ; U - номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки, В. 40000 103 I2 628,4 A, 3 36750 I1 40000 103 2199,4 A. 3 10500 Фазные токи при соединении обмоток в треугольник: Iф I / 3, где I - номинальный ток, А. 27 Iф2 Iф1 628,4 362,8 А, 3 2199,4 1269,8 А. 3 Фазные напряжения при соединении обмоток в треугольник: Uф U , где U - номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки, В. U ф2 U 2 36,75 кВ, U ф1 U1 10,5 кВ. Испытательные напряжения обмоток [37]: U исп2 85 кВ , U исп1 35 кВ . Тип обмоток: обмотка ВН и НН – непрерывная катушечная. В соответствии с испытательным напряжением и мощностью минимальное изоляционное расстояние обмотки НН от стержня составляет: a01 20 мм (рисунок 10). Изоляционное расстояние от обмотки НН до ярма принимается равным изоляционному расстоянию для обмотки ВН: l01 160 мм [34]. Для обмотки ВН изоляционное расстояние от ярма с учетом увеличения на 80 мм для размещения прессующих колец составляет: l02 160 мм. Изоляционные расстояния между обмотками: а12 30 мм, а22 30 мм. Прессующие кольца обмоток ВН и НН неметаллические, склеенные, древеснослоистые [34]. 28 Рисунок 10 – Основные размеры трансформатора в) Определение исходных данных расчета Мощность на одном стержне S 13333 кВ А. Ширина приведенного канала рассеяния: a a aр a12 1 2 , 3 где a1 a2 k 4 S 102 , 3 ар 0,03 0,47 4 13333 102 0,081 м. Активная составляющая напряжения короткого замыкания: uа ua pк , 10 S 170000 0,425%. 10 40000 29 Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания: up u 2к u 2а , uр 8,52 0,4252 8,489%. План шихтовки пластин – косые стыки в четырех углах и прямые в двух углах (рисунок 11). Для соединения верхних и нижних ярмовых балок применяются вертикальные шпильки. Рисунок 11 – Шихтовка магнитной системы с косыми стыками в четырех углах и прямыми в двух Материал магнитной системы – холоднокатанная тонколистовая электротехническая анизотропная сталь марки NV27S-110 толщиной 0,27 мм [38]. Прессовка стержней и ярм бандажами из стеклоленты. Значение индукции в стержне принято равным Bc 1,7 Тл. В сечении стержня 16 ступеней, коэффициент заполнения круга kкр 0,929 . Изоляция пластин – неорганическое покрытие «СМ», kз 0,955. Коэффициент заполнения сталью kс kкр kз 0,929 0,955 0,887. Коэффициент усиления ярма k я 1,023. Индукция в ярме: В Вя с , kя Вя 1,7 1,66 Тл. 1,023 30 Индукция в зазоре на прямом стыке: Вз.п Вс 1,7 Тл. Индукция в зазоре на косом стыке: В Вз.к с , 2 Вз.к 1,7 1,2 Тл. 2 Удельные потери в стали рс 1,07 Вт/кг; ря 1 Вт/кг. Удельная намагничивающая мощность qc 2,6 В А/кг; qя 2 В А/кг; для зазоров на прямых стыках qз.п 27000 В А/м 2 , для зазора на косых стыках qз.к 3700 В А/м 2 . Расстояние обмотки ВН от нижнего ярма l0 80 мм; расстояние от верхнего ярма до обмотки ВН l0 160 мм. Среднее расстояние обмотки ВН до ярма: l0 (l0 l0 ) / 2 (80 160) / 2 120 мм. Коэффициент, учитывающий отношение потерь в обмотках к потерям короткого замыкания kд 0,82 . Постоянные коэффициенты для медных обмоток a 1,40 , b 0,31 . Коэффициент Роговского kр 0,95. г) Расчет основных коэффициентов A 0,507 4 S apkp fup Bc2kc2 0,507 4 13333 0,081 0,95 50 8,489 1,72 0,8872 0,514; A1 5,663 104 kc A3a 5,663 104 0,887 0,5143 1,40 9553 кг; A2 3,605 104 kc A2l0 3,605 104 0,887 0,5142 0,12 1014 кг; B1 2,40 104 kckя А3 (a b e) 2,40 104 0,887 1,023 0,5143 (1,40 0,31 0,41) 6270 кг; 31 В2 2,40 104 kckя A2 (a12 a22 ) 2,40 104 0,887 1,023 0,5142 (0,03 0,03) 345 кг; С1 2,46 102 Sa 2 kд kс2 Вс2ua A2 2,46 102 40000 1,402 2 2 0,81 0,887 1,7 0,425 0,514 2 9321 кг. Коэффициент тока короткого замыкания: 100 u / u kк.з 1,41 (1 e a р ), uк 100 kк.з 1,41 (1 е0,425/8,489 ) 35,7. 8,5 Механическое напряжение в проводе внешней обмотки: p 2 М 0,244 106 kк.з kд kр к 0,244 106 35,72 0,81 0,95 aA 170000 57,14 МПа. 1,4 0,514 Находим предельные значения по допустимой плотности тока J : x j 4,5 2,4 C1 2,4 9321 4,5 1,8; kд pк 0,81 170000 j 1,84 10,5. Значение j лежит за пределами обычно принимаемых значений. Масса одного угла магнитной системы: Gу 0,492 104 kсkя A3 x3 0,492 104 0,887 1,023 0,5143 x3 606,3 x3. Активное сечение стержня: Пс 0,785kc A2 x 2 0,785 0,887 0,5142 x 2 0,18 x 2 . Площадь зазора на прямом стыке Пз.п Пс 0,18 x 2 . Площадь зазора на косом стыке: Пз.к Пз.п 2 0,18 x 2 2 0,26 x 2 . 32 Потери холостого хода: pх kп.д рс (Gс 0,5kп.уGу ) kп.д ря (Gя 6Gу 0,5kп.уGу ), где kп.д - коэффициент, учитывающий добавочные потери, вызванные резкой стали, снятием заусенцев, прессовкой магнитной системы и перешихтовкой верхнего ярма, а также потери в зоне зазора ( kп.д 1,08 ); kп.у - коэффициент, учитывающий увеличение потерь в углах магнитной системы ( kп.у =10,48). pх 1,08 1,07 (Gc 0,5 10,48 Gу ) 1,08 1 (Gя 6Gу 0,5 10,48 Gу ) 1,156Gc 5,234Gу 1,08Gя . Намагничивающая мощность: kт.д qc (Gc 0,5kт.у kт.плGy ) kт.д kт.д qя (Gя 6Gy Qх kт.д qзnз Пз , 0,5kт.у kт.плGy ) kт.д , kт.д где kт.д - коэффициенты, учитывающие технологию производства 1,1; kт.д 1,1 ); k т.у - коэффициент, учитывающий форму стыков ( kт.д ( k т.у 42, 45 ); k т.пл - коэффициент, учитывающий ширину пластин в углах магнитной системы ( k т.пл 1,2 ). Qx 1,1 1,1 2,6 (Gc 0,5 42,45 1,2Gу ) 1,1 1,1 2 (Gя 6Gу 0,5 42,45 1,2Gу ) 1,1 27000 2 0,15 x 2 1,1 3700 4 0,21x 2 3,146Gc 127,246Gу 2,42Gя 12329 x 2 . Основные размеры трансформатора: d Ax ; d12 aAx ; l d12 / ; 2a2 bd ; C d12 a12 2a2 a22 . Весь дальнейший расчет начиная с определения массы стали магнитной системы для шести различных значений коэффициента проведен в форме таблицы 1. 33 Таблица 1 - Основные параметры трансформатора при различных значениях параметра Значение коэффициента Параметр 34 1 1,4 1,6 1,8 1,9 2 x 4 1 1,088 1,125 1,158 1,174 1,189 x 2 4 2 1 1,183 1,265 1,342 1,378 1,414 x3 4 3 1 1,287 1,423 1,554 1,618 1,682 А1 / х 9553 8782 8494 8247 8137 8033 А2 х 2 1014 1200 1283 1360 1398 1434 Gc A1 / x A2 x 2 10570 9982 9777 9608 9534 9467 В1 х3 6270 8070 8920 9744 10150 10540 В2 х 2 345 408 437 463 476 488 Gя В1 х3 В2 х 2 6615 8478 9356 10210 10620 11030 Gст Gс Gя 17180 18460 19130 19810 20160 20500 Gу 606,3 х3 606,3 780,3 862,5 942,2 981,2 1020 Продолжение таблицы 1 Значение коэффициента Параметр 1,4 1,6 1,8 1,9 2 1,156Gc 12220 11540 11300 11110 11020 10940 1,08Gя 7144 9156 10100 11020 11470 11920 5,234Gу 3173 4084 4515 4931 5136 5337 рх 1,156Gс 1,08Gя 5,234Gу 22530 24780 25920 27060 27630 28200 3,146Gc 33240 31400 30760 30230 30000 29780 2, 42Gя 16010 20520 22640 24700 25710 26700 124,246Gу 75330 96950 107200 117100 121900 126700 12329х 2 12330 14590 15600 16540 16990 17440 138700 165800 178700 191400 197500 203700 0,347 0,415 0,447 0,478 0,494 0,509 35 1 Qx 3,146Gc 124,246Gу 2,42Gя 12329 x 2 ix Qx / 10 S Продолжение таблицы 1 Значение коэффициента Параметр 1 1,4 1,6 1,8 1,9 2 G0 C1 / x 2 9321 7878 7369 6947 6762 6591 1,02G0 9507 8035 7516 7086 6897 6723 Gпр 10170 8598 8042 7582 7380 7193 2,50 2,72 2,80 2,89 2,93 2,97 p Mx3 57,14 73,54 81,29 88,80 92,47 96,10 d Ax 0,514 0,56 0,58 0,59 0,60 0,61 d12 ad 0,72 0,78 0,81 0,83 0,84 0,86 l d12 / 2,261 1,756 1,589 1,455 1,389 1,344 0,939 1,016 1,049 1,078 1,086 1,105 7646000 6856000 6600000 6400000 6316000 6242000 J kд Рк КG0 106 36 C d12 a12 2a2 a22 Cакт сст (Gс Gя ) со kирG0 С учетом заданных критериев выбирано значение 1,9. Зависимости тока холостого хода и общей стоимости активных материалов от величины параметра представлены на рисунках 12 и 13 соответственно. ixx, % 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 β Рисунок 12 – Зависимость тока холостого хода от величины параметра Cакт, тыс.руб 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 β Рисунок 13 – Зависимость общей стоимости активных материалов от величины параметра 37 Далее определены основные размеры при 1,9. Диаметр стержня: d A4 0,514 4 1,9 0,603 м. По шкале нормализованных значений: d 0,60 м. Активное сечение стержня: Пс 0,18 х 2 0,18 4 1,92 0,18 1,378 0,248 м 2 . Средний диаметр обмоток: d12 a d 1,4 0,60 0,84 м. Ориентировочная высота обмоток: l d12 / 3,14 0,84 / 1,9 1,389 м. Высота стержня: lc l 2l0 1,389 2 0,12 1,629 м. Напряжение одного витка предварительно: uв 4,44 fПс Вс 4,44 50 0,248 1,7 93,6 В. Число витков в обмотке НН: w1 U ф1 uв 10500 112 шт. 93,6 Действительная индукция в стержне: Вс uв / (4,44 fПс ) 93,6 / (4,44 50 0,248) 1,7 Тл. Средняя плотность тока для медных обмоток: Рu 170000 93,6 J ср 0,746kд к в 104 0,746 0,82 104 2,9 106 А м 2 . Sd12 40000 0,84 д) Расчет обмотки НН Ориентировочное сечение витка: Пв Iф1 / J ср 1269,8 2,9 10 38 6 438 106 м 2 . Выбрана непрерывная катушечная обмотка из прямоугольного провода. Допустимое значение большего размера поперечного сечения провода b, м : b q kз 1,07 J 2 108 1400 1 1,07 (2,90 106 )2 108 0,015 м, 2 где k з 1 для катушечных обмоток; q 1400Вт м в целях недопущения чрез- мерного нагрева обмоток. По сечению витка выбрано шесть параллельных проводов с сечением 33,24 мм2 марки ПБ 13 2,24 15 , с удвоенной толщиной изоляцией 2,96 15,72 0,72 мм. Сечение витка: П1 13 33,24 106 432,12 106 м 2 . Плотность тока: J1 I1ф П1 1269,8 432,12 10 6 2,94 МА м 2 . Осевой размер радиального канала hк принимаем предварительно 6,4 мм. Число катушек на одном стержне, ориентировочно: nкат1 l 103 1,389 103 63 шт. b hк 15,72 6,4 Число витков в катушке, ориентировочно: wкат1 w1 nкат1 112 2 шт. 63 Радиальный размер обмотки: a1 a nв1 wкат1 103 2,96 13 2 103 0,077 м, где nв1 - число параллельных проводов. 39 Осевой размер обмотки: 103 l1 b nкат1 k hк (nкат1 2) hкр 15,72 67 0,95 6,4 (67 2) 25 103 1,472 м. Внутренний диаметр обмотки: D'1 d 2 a01 0,6 2 0,02 0,64 м. Наружный диаметр обмотки: D''1 D'1 2 a1 0,64 2 0,077 0,794 м. Средний диаметр обмотки: D'1 D''1 0,64 0,794 Dср1 0,717 м. 2 2 Масса металла обмоток НН: G01 28 103 c Dcр1 w1 П1 28 103 3 0,717 112 432,12 106 2915 кг. Масса провода: Gпр1 G01 1,02 2973 кг. е) Расчет обмотки ВН Число витков необходимых для получения номинального напряжения: w2 w1 U ф2 U ф1 112 36750 392 шт. 10500 Число ступеней регулирования РПН в нейтрали ВН 8 1,5% . Примем за ступень регулирования значение 0,015U ф2 тогда: U 0,015 U ф2 0,015 36750 551,25 В. Число витков на одной ступени регулирования при соединении обмотки ВН в треугольник: wн2 U 551,25 5,8 6 шт. uв 93,6 Число ступеней регулирования примем равным 16. Число витков и напряжение на ступенях регулирования приведены в таблице 2. 40 Таблица 2 - Напряжение и число витков на ответвлениях Напряжение, В 41160 40608,75 40057,5 39506,25 38955 38403,75 37852,5 37301,25 36750 36198,75 35647,5 35096,25 34545 33993,75 33442,5 32891,25 32340 Число витков на ответвлениях, шт 440 434 428 422 416 410 404 398 392 386 380 374 368 362 356 350 344 Осевой размер обмотки ВН l2 равен ранее определенному размеру для НН l1 . Ориентировочная плотность тока в обмотке ВН предварительно определяется по формуле: J 2ор 2 J ср J1 2 2,9 2,94 2,86МА м 2 . Сечение витка обмотки ВН: П2 Iф2 J 2ор 106 362,8 2,86 106 106 127 мм2 . Выбрана непрерывная катушечная обмотка из медного прямоугольного провода. Значение большего из двух размеров поперечного провода b,м : b q kз 2 1,07 J 2ор 10 8 1400 1 6 2 1,07 (2,86 10 ) 10 41 8 0,016 м. По сечению витка выбрано четыре параллельных провода с сечением 12,29 мм 2 марки ПБУ 10 1,25 10 , с удвоенной толщиной изоляции 1,97 10,72 0,72 мм. Сечение витка: П2 10 12,29 106 123 106 м 2 . Плотность тока в обмотке: J2 I 2ф П2 362,8 123 10 6 2,95 МА м 2 . Число катушек на одном стержне ориентировочно: l1 103 1,472 103 nкат2 86 шт. b hк 10,72 6,4 Число витков в катушке, ориентировочно: wк2 w2 nкат2 392 5 шт. 86 Радиальный размер обмотки: a2 a nв2 wкат2 1,97 10 5 98,5 мм. Для соблюдения нормированного значения тока короткого замыкания принято: a12 0,03 м Внутренний диаметр обмотки: D2 D1 2 a12 0,794 2 0,03 0,854 м. Наружный диаметр обмотки: D2 D2 2 a2 0,854 2 0,099 1,052 м. Средний диаметр обмотки ВН: Dcp2 D2 D2 0,854 1,052 0,953 м. 2 2 Масса металла обмотки: G02 28 103 c Dср2 w2 П2 28 103 3 0,953 392 123 106 3860 кг. 42 Масса провода: Gпр2 G02 1,07 4130 кг. Масса металла двух обмоток: G0 G01 G02 2915 3860 6775 кг. Масса провода двух обмоток: Gпр Gпр1 Gпр2 2973 4130 7103 кг. ж) Расчет регулировочной обмотки Тип обмотки – цилиндрическая многоходовая винтовая. Число витков регулирования: wвр (n 1) wор , где n - число ступеней регулирования; wор - число витков одной регулировочной ступени. wвр (8 1) 6 54. Допустимая высота регулировочной обмотки: lро l1 100 1472 100 1372 мм. Допустимая высота провода: a lро ( wор 2)(n 1) 1372 19 мм. (6 2)(8 1) По сечению витка выбран провод с сечением 65,14 мм 2 марки ПБУ 2 5 13,2 , с удвоенной толщиной изоляции 2 мм. 7 15,2 Сечение витка: Про 2 65,14 106 130,28 106 м 2 . Плотность тока в обмотке: J ро I 2ф Про 362,8 130,28 10 43 6 2,78 МА м 2 . Ширина обмотки: aро 2 7 14 мм. Средний диаметр обмотки: Dро D2 223 aро 953 2 30 14 1027 мм. Высота обмотки: lро 54 15,2 820,8 мм . и) Расчет параметров короткого замыкания Основные потери в обмотке НН: pосн1 2,4 1012 J12 G01 2,4 1012 2,942 1012 2915 60471 Вт. Коэффициент добавочных потерь для обмотки НН (для медного прямоугольного провода): kд.м1 1 0,095 1082a 4n2 1 0,095 108 0,6492 (2,24 103 )4 (13 2)2 1,07, bm 15 103 67 kр 0,95 0,649, l1 1,472 kр 0,95. Основные потери в обмотке ВН: pосн2 2,4 1012 J 22 G02 2,4 1012 2,952 1012 3860 80620 Вт. Коэффициент добавочных потерь для обмотки ВН (для медного прямоугольного провода): kд.м1 1 0,095 108 2a 4n2 1 0,095 108 0,5552 (1,25 103 )4 (10 5)2 1,02, bm 10 103 86 kр 0,95 0,555, l1 1,472 kр 0,95. 44 Основные потери в отводах обмотки НН: Потв1 Побм1 432,12 106 м 2 . lотв1 14 l1 14 1,472 20,6 м. Gотв1 lотв1 Потв1 20,6 432,12 106 8900 79 кг, где 8900 кг/м3 для медного провода. ротв1 k J12Gотв1 2,4 1012 (2,94 106 )2 79 1639 Вт. Основные потери в отводах обмотки ВН: Потв2 Побм2 123 106 м 2 . lотв2 14 l1 14 1,472 20,6 м. Gотв2 lотв2 Потв2 108 20,6 123 106 8900 23 кг. ротв2 k J 22Gотв2 2,4 1012 (2,95 106 )2 23 480 Вт. Потери в стенках бака и других элементах конструкции вычислены приближенно: рб 10 k S 10 0,06 40000 24000 Вт, где k - коэффициент потерь в элементах конструкции. Полные потери короткого замыкания: рк.ном росн1 kд1 росн2 kд2 ротв1 ротв2 рб 60471 1,07 80620 1,02 1639 480 24000 173055 Вт. что составляет 173055 100 / 170000 102% от заданного в [36] значения, отклонение 2% меньше допустимого отклонения 10% [39]. к) Напряжение короткого замыкания Активная составляющая напряжения короткого замыкания: p 173055 ua к.ном 0,43% . 10 S 10 40000 Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания: up 7,9 f S ' aр kр d12 uв2 l1 7,9 50 13333 0,089 0,95 3,14 0,84 2 93,6 1,472 45 101 9,1%, где kр 0,95 - коэффициент, учитывающий отклонение реального поля рассеяния от идеального параллельного поля, a a 0,077 0,099 d12a12 Dср1 1 Dср2 2 0,84 0,03 0,717 0,953 3 3 3 3 0,089 м. ap d12 0,84 Напряжение короткого замыкания: uк uр2 ua2 9,12 0,432 9,1%, что составляет 9,1 100 107% от заданного в [36], отклонение 7% меньше допу8,5 стимого отклонения 10% [39]. л) Токи, механические напряжения и температура обмоток Установившийся ток короткого замыкания в обмотке ВН: I ку 100 I ф2 uк (1 100Sном / (uк Sк )) 100 362,8 9,1 (1 100 40000 / (9,1 2500 103 )) 3390 А. где Sк - мощность короткого замыкания электрической сети. Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания: iк max 2kmax I ку 2 1,863 3390 8932 А, где kmax 1 e ua / up 1 e0,43/9,1 1,863. Радиальная сила: Fp 0,628 (iк max w2 )2 kр 106 0,628 (8932 392)2 1,9 0,95 106 13896531 Н. Среднее растягивающее напряжение в проводах обмотки ВН: р Fр 2 w2 П2 13896531 2 3,14 392 123 106 45,89 МПа. Среднее сжимающее напряжение в проводах обмотки НН: сж.р Fр 2 w1 П1 13896531 2 3,14 112 432,12 106 46 45,72 МПа. Осевые силы: ' Fос Fр ар 2l 13896531 0,089 420106 Н. 2 1,472 ' Fсж Fос =420106Н. Сжимающая сила достигает максимального значения на половине высоте обмотки. В середине обмотки НН, имеющей меньший радиальный размер, сжимающее напряжение: сж Fcж 420106 106 106 8,7 МПа, n a1 b 18 0,077 0,035 где b - ширина прокладки, м. Рассчитанное значение сжимающего напряжения в середине обмотки НН меньше допустимого значения 18 МПа. Температура обмотки через 4 секунды после начала короткого замыкания: к 670 tк 12,5 [uк / ( J 106 )]2 tк н 670 4 12,5 [9,1 / (2,95 106 106 )]2 4 90 113 oC , где н 90 С - начальная температура обмотки. Время достижения температуры 250 oC для медных обмоток: tк250 2,5 [uк / ( J 106 )]2 2,5 [9,1 / (2,95 106 106 )]2 24 c. м) Расчет магнитной системы Полное сечение стержня и ярма: Пфс Пфя 2639 см 2 . Активное сечение стержня и ярма: Пс П я kз Пфс 0,955 2639 2520 см 2 . Длина стержня при наличии нажимного кольца: lc l (l0' l0'' ) 103 1,472 (80 160) 103 1,712 м. Расстояние между осями соседних стержней: ' С D2'' a22 103 2aро 1,052 0,03 2 0,03 1,142 м. 47 Объем угла: Vy 133770 см3. Масса стали угла: Gy kз Vy cт 0,955 133770 7650 106 977 кг. Масса стали в пределах окна магнитной системы: Gc' c Пфс lc cт 3 0,2656 1,712 7650 10436 кг. Масса металла в местах стыка пакетов стержня и ярма: Gc'' c ( Псa1я ст 103 Gy ) 3 (0,2656 580 7650 103 977) 604 кг. Масса стали стержней: Gc Gc' Gc'' 10436 604 11040 кг. Масса стали в ярмах: Gя' 2(c 1) С Пя cт 2 (3 1) 1,142 0,2656 7650 9281 кг. Gя'' 2 Gy 2 977 1954 кг. Gя Gя' Gя'' 9281 1954 11235 кг. Полная масса стали трансформатора: Gст Gс Gя 11040 11235 22275 кг. Геометрические размеры пакетов стали магнитной системы приведены в таблице 3. Таблица 3 – Геометрические размеры пакетов стали магнитной системы № пакета Ширина пакета, мм Высота шихтовки, мм Высота пакета, мм 1 580 154 154 2 560 215 61 3 540 262 47 4 510 316 54 5 490 346 30 6 460 385 39 7 430 418 33 48 Продолжение таблицы 3 № пакета Ширина пакета, мм Высота шихтовки, мм Высота пакета, мм 8 400 447 29 9 370 472 25 10 330 501 29 11 290 525 24 12 240 546 21 На основе рассчитанных параметров магнитной системы разработана CAD-модель остова трансформатора ТДНС-40000/35 (рисунок 14), выполнен сборочный чертеж остова (Приложение А) и подготовлена спецификация (Приложение Б). Рисунок 14 – Остов ТДНС-40000/35 49 н) Расчет потерь и тока холостого хода Индукция в стержне и ярме: Bя Bc uв 93,6 1,67 Тл. 4,44 f Пс 4,44 50 0,2520 Удельные потери: При Bя Bc 1,67 Тл рс 1 Вт/кг , рз 700 Вт/м 2 . При Bа 1,67 1,18 Тл рз 373 Вт/м 2 . 2 Потери холостого хода: p pя pх kпр kпз ( рсGс ряGя' 4 pяGy c kпуGy ) pз nз Пз 2 kпя kпп kпш , 11 10, 48 977) 2 700 2 0, 2520 373 2 4 0, 2520] 1 1,04 1,09 32146 Вт. pх [1,05 1 (1 11040 1 8794 4 1 977 Относительное значение потерь холостого хода: pх 32146 100 89% . 36000 Удельная намагничивающая мощность: При Вя Bc 1,67 Тл qя qс 2 ВА/кг . При Bа 1,66 1,18 Тл qя 0,5 ВА/кг . 2 qз.п 27000 В А/м 2 , qз.к 3700 В А/м 2 . Полная намагничивающая мощность: q qя Qх kтр kтз (qсGс qяGя' 4qяGy c kтуGy ) qз nз Пз 2 kтя kтп kтш 22 42, 45 1, 21 977) 2 27000 2 0, 2520 3700 4 2 0, 2520] 1 1,09 1,06 202079 ВА. Qх [1,18 1 (2 11040 2 8794 4 2 977 50 Относительное значение тока холостого хода: i0 или i0 Qх 202079 0,505% 10 S 10 40000 0,505 100 101 % от заданного значения. Отклонение полученного 0,5 значения тока холостого хода меньше допустимого отклонения, установленного в [39]. Активная составляющая тока холостого хода: i0a pх 32146 0,08%. 10 S 10 40000 Реактивная составляющая: i0р i 20 i 20а 0,5052 0,082 0,499%. Ток холостого хода (для обмотки НН): i01 Qx 202079 6,42 А. 3 U ф1 3 10500 i01a pх 32146 1,02 А. 3 U ф1 3 10500 i01р i 201 i 201а 6,422 1,022 6,3 А . Коэффициент полезного действия трансформатора: pк pх 173055 32146 1 100% 1 100% 99,5%. 40000000 173055 32146 S pк pх п) Тепловой расчет Плотность теплового потока на поверхности обмотки НН: q1 107 J I wк kд kз (b' aрад ) 1010 107 2,94 106 1269,8 2 1,07 1010 1229 Вт/м2 , 0,75 (0,01572 0,077) Плотность теплового потока на поверхности обмотки ВН: q2 107 J I wк kд kз (b' aрад ) 10 10 107 2,95 106 362,8 5 1,02 1010 713 Вт/м2 , 0,75 (0,01072 0,0985) 51 Внутренний перепад температуры для обмотки НН: о1 q 1229 0,00036 2,6 оС, из 0,17 где - ширина изоляции на одну сторону; из - теплопроводность изоляции провода. Внутренний перепад температуры для обмотки ВН: о2 q 713 0,00036 1,5 оС. из 0,17 Перепады на поверхности обмотки ВН: ом2 k1 k2 k3 0,35 q 0,6 0,9 1 1,1 0,35 7130,6 18 oC, где k1 0,9, k2 =1,0, k3 =1,1. Перепад на поверхности обмотки НН: ом1 k1 k2 k3 0,35 q 0,6 0,9 1,1 1,05 0,35 12290,6 26 oC, где k1 0,9, k2 =1,1, k3 =1,05. Полный перепад температуры в обмотке НН: ом.ср1 о ом 2,6 26 28,6 оС. Полный перепад температуры в обмотке ВН: ом.ср2 о ом 1,5 18 19,5 оС. р) Расчет основных размеров бака Бак гладкий с навесными радиаторами с гнутыми трубами с дутьем. Ширина бака определяется из условия изоляции отводов от наружной обмотки ВН и стенок бака. Минимальные расстояния и размеры: Диаметр изолированного отвода d1 25 мм. Толщина изоляции на одну сторону 20 мм. Расстояние отвода до входных катушек s1 95 мм, до основных катушек s2 105 мм. 52 Диаметр изолированного отвода обмотки НН: d 2 25 мм. Толщина изоляции на одну сторону 5 мм. Расстояние от гладкой стенки бака s3 50 мм. Расстояние от заземленной части s4 55 мм. Минимальная ширина бака: Bmin D2'' ( s1 s2 d1 s3 s4 d 2 ) 1,052 (0,095 0,105 0,025 0,05 0,055 0,025) 1,407 м. Принята ширина бака: B 1,4 м. Длина бака: A 2C D2'' s5 dпу 2 1,142 1,052 0,13 0,394 3,86 м, где s5 s3 d 2 s4 0,05 0,025 0,055 0,13 м. Принята длина бака: A 4 м. Высота активной части: H ач lc 2hя n 103 1,712 2 0,498 0,05 2,758 м, где hя - высота ярма, n - толщина прокладки под нижнее ярмо ( n 50 мм ). hя Пф.с kя / (2bпс ) 0,2656 1,023 / 2 0,273 0,498 м. Глубина бака: H б H ач H як 2,758 0,45 3,208 м, где H як - расстояние от верхнего ярма трансформатора до крышки бака. Принята глубина бака: H б 3,4 м. Периметр бака: pб 2( A B) B 2 (4 1,4) 1,4 9,6 м. Поверхность гладкого бака: Пгл pб H б 9,6 3,4 32,6 м 2 . Поверхность излучения (для бака овального сечения): Пи рб H б k 9,6 3,4 1,75 57 м 2 . 53 Допустимое превышение средней температуры масла над температурой окружающего воздуха: мв 65 ом.ср 65 28,6 36,4 оС. Среднее превышение температуры стенки бака над температурой воздуха: бв мв мб 36,4 5 31,4 оС , где мб 5о С. Превышение температуры масла в верхних слоях: мв.вв 1,2 бв 1,2 31,4 37,68 o С. Ориентировочное значение поверхности конвекции бака: Пк 1,05 Р 2,51,25 бв 1,12 Пи 1,05 (32146 173055) 2,5 31,41,25 1,12 57 1096 м2 . Поверхность конвенции радиаторов вместе с поверхностью конвекции гладкого бака ( Пгл 32,6 м 2 ) должна составлять 1096 м 2 . Расстояние между осями патрубков радиаторов: А 4 0,34 3,66 м. Выбираем 14 двойных радиаторов с расстоянием между осями патрубков 3 м, с поверхностью коллекторов 2 0,66 1,32 м 2 . Поверхность конвекции одного радиатора при дутье: Пк.охл 34,35 2,24 1,6 1,32 79 м 2 . Поверхность конвекции крышки: B2 1,42 Пк.кр ( A B)( B 0,2) (4 1,4)(1,4 0,2) 5,7 м 2 . 4 4 Поверхность конвекции бака с 14 радиаторами: Пк 32,6 79 14 5,7 0,5 1141,45 м 2 . Периметр: Pи 2 (4,1 6,7) 21,6 м. 54 Поверхность: Пи Ри Н б 21,6 3,4 73,4 м 2 . На рисунке 15 показано схематичное расположение радиаторов на баке трансформатора. Рисунок 15 – Расположение радиаторов на баке с) Окончательный расчет превышения температуры обмоток и масла трансформатора Среднее превышение температуры стенки бака над температурой воздуха: k ( рх рк ) б.в 2,8 Пи 2,5 Пк 0,8 1,05 (32146 173055) 2,8 73,4 2,5 1141,45 0,8 30,07 С. Превышение температуры масла над температурой стенки: k ( pх pк ) м.б k1 0,165 Пк 1,05 (32146 173055) 1141,45 55 0,6 0,9 0,165 0,6 3,44 С. Превышение температуры масла в верхних слоях над воздухом: м.в 1,4 (б.в м.б ) 1,4 (30,07 3,44) 46,9 С. Превышение температуры обмотки ВН над воздухом: о.м.ср2 б.в м.б 19,5 30,07 3,44 53 С. Превышение температуры обмотки НН над воздухом: о.м.ср1 б.в м.б 28,6 30,07 3,44 62 С. т) Определение массы масла Объем бака: Vб А В В В 2 / 4 Н б [(3,3 1,4) 1,4 1,42 3,14 / 4] 3,4 14,3 м3. Объем активной части: Vа.ч 1,2(Gпр Gст ) 5500 1,2(6910 19958) 5,86 м3. 5500 Объем масла в баке: Vм.б Vб Vа.ч 14,3 5,86 8,44 м3. Масса масла в баке: Gм.б 900 Vм.б 900 8, 44 7596 кг. Масса масла в радиаторах: Gм.р 12 Gм 14 393 5502 кг. Общая масса масла: Gо.м Gм.б Gм.р 7596 5502 13098 кг. 56 4 Разработка CFD-модели Расчет средних и максимальных температур обмоток и трансформаторного масла CFD-методом проведен в программном пакете COMSOL Multiphysics 5.2. Результаты расчета CFD-моделей позволяют получить зависимости параметров нагрева трансформатора от исследуемых параметров: плотности теплового потока с поверхности обмотки, ширины обмотки, конструкции обмотки, ширины внутреннего и наружного каналов, высоты горизонтальных каналов. При разработке CFD-модели необходимо определить геометрическую модель, математическую модель, начальные условия [16]. 4.1 Геометрическая модель На основе параметров трансформатора ТДНС-40000/35, полученных в результате расчета в главе 3, разработаны двумерные осесимметричные параметризованные геометрические модели, включающие бак, имеющий внешний контур охлаждения, и фрагмент обмотки, имеющий разную конструкцию: стандартную (рисунок 16, а), с направляющими элементами (рисунок 16, б), с дополнительными осевыми каналами (рисунок 16, в). Модель, имеющая стандартную геометрию обмотки, позволяет произвести верификацию путем сравнения результатов расчета CAD-модели с результатами расчетов, проведенных в главе 3. В моделях с дополнительными осевыми каналами малый элемент катушки может иметь ширину 20 и 30% от общей ширины обмотки. Направляющие элементы в моделях могут быть установлены с интервалом в 5, 10 и 15 катушек. Во всех моделях может быть изменена: - ширина внутреннего и наружного каналов 6, 8, 10 мм; - ширина обмотки 50, 75, 100, 150, 200 мм; - высота горизонтальных каналов 3,2, 4,8, 6,4 мм. 57 Изменение геометрии обмотки в пределах предложенных значений, позволяет сохранить жесткость конструкции и значительно не усложнять процесс производства [7]. Рисунок 16 – Геометрические модели Фрагмент обмотки в моделях состоит из 45 катушек, которые представлены в виде единого тела без разделения на витки, что позволяет уменьшить плотность расчетной сетки и сократить время расчета. 58 4.2 Математическая модель Разработанные геометрические модели является осесимметричными, из этого следует что в цилиндрической системе координат модели r , z, в направлении угла зависимые переменные, такие как скорость, давление и температура остаются постоянными [16]. Модели описываются следующими уравнениями [40]: - уравнение движения жидкости Новье-Стокса для несжимаемого потока: u (u )u pl (u (u )T ) F , t где - плотность жидкости; u - скорость жидкости; p - давление жидкости; - динамическая вязкость жидкости, F – внешние силы. Слагаемое u (u )u - соответствует силам инерции, pl - соответствует силам t давления жидкости, (u (u )T ) - соответствует вязким силам. - уравнения неразрывности: (u) 0; - закон Фурье, определяющий кондуктивный тепловой поток в твердом теле: q kT , где q - тепловой поток, k - коэффициент термической проводимости; - уравнение теплопроводности: С p T C p u T q Q, t где С p - удельная теплоемкость при постоянном давлении; - формула гидростатического давления: p g (h _ b z), 59 где g - ускорение свободного падения; h _ b - высота бака трансформатора; z - координата по оси z; - уравнение, определяющее действие гравитационных сил на слои трансформаторного масла, что является условием для возникновения конвективного теплообмена в трансформаторном масле: F (T ) g (T ). Для геометрических моделей сформированы расчетные сетки, состоящие в среднем из 140 тыс. элементов. 4.3 Начальные и граничные условия В качестве материала катушек из библиотеки системы автоматизированного проектирования выбрана медь, в качестве вещества, заполняющего бак, выбрано трансформаторное масло. Для моделей заданы следующие условия: - равенство нулю начальных скорости потока трансформаторного масла: ur (t0 ) 0, u z (t0 ) 0; - начальная температура трансформаторного масла и катушек: tв 296 K ; - катушки в моделях представлены единым телом, поэтому для того чтобы учесть теплопроводность меди и бумажной изоляции витков, из которых состоит катушка, для тел катушек заданы коэффициенты теплопроводности в вертикальном и горизонтальном направлении. Коэффициент теплопроводности в горизонтальном направлении [41]: б.г 1,25 0,72 г.н м.г 0,46 Вт/м К, м.г б.г 1,25 0,72 300 0,17 м б где м.г - толщина слоя меди в горизонтальном направлении; б.г - толщина слоя бумажной изоляции в горизонтальном направлении; м - коэффициент 60 теплопроводности меди; б - коэффициент теплопроводности бумажной изоляции, пропитанной маслом. Коэффициент теплопроводности в вертикальном направлении [41]: б.в 5 0,36 в.н м.в 2,51 Вт/м К, м.в б.в 5 0,36 300 0,17 м б где м.в - толщина слоя меди в вертикальном направлении; б.в - толщина слоя бумажной изоляции в вертикальном направлении. - поскольку катушки имеют наружную изоляцию, на их поверхности задано условие наличия тонкого слоя толщиной 0,36 мм и коэффициентом теплопроводности 0,17 Вт/м К [7]; - на поверхности катушек для модели со стандартной геометрией обмотки задано значение плотности теплового потока, рассчитанное с учетом того, что реальная площадь поверхности теплоотдачи катушек меньше чем площадь в модели, что связано с перекрытием крепежными рейками. Расчет плотности теплового потока: q 713 q2м 2 951 Вт/м 2 . kз 0,75 - для моделей со специальной геометрией обмоток на поверхностях катушек поочередно задаются значения плотности теплового потока равные: 500, 1000, 1500, 1750, 2000, 2250, 2500 Вт/м 2 . - роль охладителя выполняет внешний контур бака геометрической модели, мощность охладителя задана в модели в виде формулы: P q2м Sк (tcр.м tв ) tм.в , где Sк - общая площадь поверхности катушек, tcр.м - измеренное значение средней температуры масла, tм.в - рассчитанное в главе 3 значение среднего превышения температуры масла над температурой воздуха, tм.в 33,51 K . 61 5 Анализ результатов расчета В результате расчета CFD-моделей определены картины теплового поля. Для модели, имеющей стандартную конструкцию обмотки, рассчитаны превышения над температурой окружающей среды средней температуры трансформаторного масла, температуры масла в верхних слоях и средней температуры обмотки. Значения этих параметров, полученные в результате расчета CFD-модели и расчета эмпирическим методом, приведенного в главе 3, представлены в таблице 4. Максимальное отклонение параметров нагрева, полученных при расчете CFD-моделей, относительно результатов расчета, полученных в главе 3, составляет 2,3%, из этого следует что CFD-модели разработаны верно. Таблица 4 – Результаты расчета парметов нагрева двумя методами CFD-модель Эмпирический метод расчета Превышение средней температуры трансформаторного 33,38 33,51 48 46,9 52,7 53 масла, С Превышение температуры масла в верхних слоях, С Превышение средней температуры обмотки, С Для определения зависимости параметров нагрева от величины теплового потока и параметров геометрии обмоток, расчет моделей со специальной геометрией обмотки проведен в четыре этапа: - при изменении плотности теплового потока на поверхности катушек; - при изменении ширины внутреннего и наружного каналов; - при изменении высоты горизонтального канала; 62 - при изменении ширины обмотки. Значения превышений температуры наиболее нагретой точки (ННТ) обмотки над температурой окружающей среды, средней температуры обмотки (СТО) над средней температурой масла (СТМ) и превышения температуры наиболее нагретой точки обмотки (ННТ) над температурой верхних слоев масла (ВСМ), полученные в результате расчетов CFD-моделей, приведены в таблицах 5-8. Таблица 5 – Параметры нагрева обмотки при изменении плотности теплового потока Тепловой поток с поверхности катушек (Вт/м2) 500 1000 1500 1750 2000 2250 2500 Перегородки с интервалом 5 катушек Превышение СТО над ССМ, С 6,8 11,4 15,31 17,11 18,81 20,52 22,22 Превышение ННТ над ВСМ, С 15,61 18,51 22,02 23,62 25,72 27,53 29,33 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 65,05 73,02 79,49 82,51 85,77 88,74 91,40 Перегородки с интервалом 10 катушек Превышение СТО над ССМ, С 9 14,6 19,01 20,91 22,51 24,12 25,92 Превышение ННТ над ВСМ, С 15,91 21,61 27,12 29,82 30,92 33,93 37,43 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 62,11 71,89 81,68 85,39 87,48 91,11 95,57 Перегородки с интервалом 15 катушек Превышение СТО над ССМ, С 9,6 16,5 21,91 24,31 26,31 27,92 29,82 Превышение ННТ над ВСМ, С 16,01 25,31 32,61 33,02 34,02 37,23 41,33 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 61,48 76,01 87,05 87,95 90,03 94,09 99,18 Вертикальные каналы, перекрытие 20% Превышение СТО над ССМ, С 7,44 11,19 14,11 15,34 16,19 Превышение ННТ над ВСМ, С 9,32 13,72 15,92 63 16,9 17,2 18,13 17,49 18,43 19,15 Продолжение таблицы 5 Тепловой поток с поверхности катушек (Вт/м2) Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 500 1000 1500 1750 2000 2250 2500 59,22 68,74 74,12 76,37 78,31 80,27 82,17 Вертикальные каналы, перекрытие 30% Превышение СТО над ССМ, С 6,37 9,74 Превышение ННТ над ВСМ, С 6,65 11,03 13,74 14,83 15,96 17,05 18,23 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 55,9 65,91 71,74 74,11 76,38 78,55 80,90 12,47 13,69 14,77 15,83 16,69 Таблица 6 - Параметры нагрева обмотки при изменении ширины внутреннего и наружного каналов Ширина внутреннего и внешнего каналов, мм 6 8 10 Перегородки с интервалом 5 катушек Превышение СТО над ССМ, С 16,81 15,31 14,91 Превышение ННТ над ВСМ, С 24,32 22,02 21,52 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 84,66 79,49 78 Перегородки с интервалом 10 катушек Превышение СТО над ССМ, С 21,91 19,01 17,91 Превышение ННТ над ВСМ, С 33,62 27,12 26,12 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 91,37 81,68 78,41 Перегородки с интервалом 15 катушек Превышение СТО над ССМ, С 24,28 64 21,91 20,26 Продолжение таблицы 6 Ширина внутреннего и внешнего каналов, мм 6 8 10 Превышение ННТ над ВСМ, С 35,43 32,51 28,68 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 87,1 87,05 81,78 Вертикальные каналы, перекрытие 20% Превышение СТО над ССМ, С 14,07 14,07 14,07 Превышение ННТ над ВСМ, С 16,83 15,94 15,12 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 76,88 74,12 72,81 Вертикальные каналы, перекрытие 30% Превышение СТО над ССМ, С 12,59 12,5 12,36 Превышение ННТ над ВСМ, С 14,76 13,76 13,64 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 74,52 71,74 71,67 Таблица 7 - Параметры нагрева обмотки при изменении высоты горизонтального канала Высота горизонтального канала, мм 3,2 4,8 6,4 Перегородки с интервалом 5 катушек Превышение СТО над ССМ, С 18,76 15,31 15,05 Превышение ННТ над ВСМ, С 38,13 21,99 20,54 65 Продолжение таблицы 7 Высота горизонтального канала, мм 3,2 4,8 6,4 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 84,79 79,49 77,93 Перегородки с интервалом 10 катушек Превышение СТО над ССМ, С 22,54 19,01 18,29 Превышение ННТ над ВСМ, С 42,3 27,17 22,97 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 101,1 81,68 76,37 Перегородки с интервалом 15 катушек Превышение СТО над ССМ, С 21,89 21,86 20,11 Превышение ННТ над ВСМ, С 42,87 32,6 21,8 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 99,35 87,05 74,29 Вертикальные каналы, перекрытие 20% Превышение СТО над ССМ, С 16,06 14,07 12 Превышение ННТ над ВСМ, С 17,64 15,94 15,77 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 82,5 74,12 70,57 Вертикальные каналы, перекрытие 30% Превышение СТО над ССМ, С 18,09 12,5 10,79 Превышение ННТ над ВСМ, С 19,92 13,76 12,82 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 80,4 71,74 67,6 66 Таблица 8 - Параметры нагрева обмотки при изменении ширины обмотки Ширина обмотки, мм 50 75 100 150 200 Перегородки с интервалом 5 катушек Превышение СТО над ССМ, С 11,41 12,81 15,31 18,01 21,91 Превышение ННТ над ВСМ, С 18,95 22,3 21,88 22,23 23,14 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 74,15 75,90 79,49 85,13 91,05 Перегородки с интервалом 10 катушек Превышение СТО над ССМ, С 14,71 16,91 19,01 20,31 20,71 Превышение ННТ над ВСМ, С 20,76 27,39 26,18 41,66 52,36 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 69,41 79,32 81,68 101,43 114,95 Перегородки с интервалом 15 катушек Превышение СТО над ССМ, С 14,61 18,01 21,91 25,31 27,91 Превышение ННТ над ВСМ, С 10,08 23,68 32,53 44,75 54,06 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 67,69 74,65 87,05 102,86 114,23 Вертикальные каналы, перекрытие 20% Превышение СТО над ССМ, С 9,91 13,06 14,11 18,46 23,83 Превышение ННТ над ВСМ, С 12,13 15,34 15,92 20,15 26,15 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 64,99 69,95 74,12 80,61 88,2 Вертикальные каналы, перекрытие 30% Превышение СТО над ССМ, С 9,26 67 10,94 12,47 15,65 21,07 Продолжение таблицы 8 Ширина обмотки, мм 50 75 100 150 200 Превышение ННТ над ВСМ, С 10,61 12,6 13,74 17,88 24,22 Превышение ННТ над темп. окружающей среды, С 62,82 67,37 71,74 78,52 86,4 Результаты расчетов приведены в таблицах 5-8 с учетом внутреннего перепада температуры, значение которого зависит от плотности теплового потока (таблица 9). Таблица 9 – Значения внутреннего перепада температуры Плотность теплового Внутренний перепад потока, Вт/м 2 температуры, С 500 0,79 1000 1,59 1500 2,38 1750 2,78 2000 3,18 2250 3,57 2500 3,97 По результатам расчетов, приведенных в таблицах 5-8, можно сделать выводы: - конструкция с дополнительными осевыми каналами является более эффективной, поскольку превышения СТО над ССМ, ННТ над ВСМ и ННТ над температурой окружающей среды для конструкции с вертикальными каналами меньше чем для конструкции с перегородками; - при увеличении плотности теплового потока на поверхности обмотки увеличивается преимущество конструкции с дополнительными осевыми 68 каналами, поскольку отношение значений превышения СТО над ССМ, рассчитанных для конструкции с перегородками к значениям, рассчитанным для конструкции с дополнительными осевыми каналами, увеличивается (таблица 10); - увеличение ширины внутреннего и наружного каналов, увеличение высоты каналов между катушками и уменьшение ширины обмотки, позволяют повысить эффективность отвода тепла. Таблица 10 – Отношение значений параметров, определенных для конструкции обмотки с перегородками, к определенным для конструкции с дополнительными осевыми каналами Плотность теплового потока, Вт/м2 Отношение значений превышения СТО над ССМ 500 1,07 1000 1,17 1500 1,23 1750 1,25 2000 1,27 2250 1,30 2500 1,33 По данным приведенным в таблицах 5-8 могут быть определены зависимости эффективности отвода тепла от параметров геометрии обмотки. 69 6 Разработка оперативного метода расчета и анализа тепловых процессов По данным, приведенным в таблицах 5-8, построены точечные диаграммы и проведена аппроксимация при помощи степенных функций (рисунок 17-19). Из графиков, приведенных на рисунках 18 и 19 видно, что характер изменения степенных функций совпадает с характером изменения рассчитанных значений. С 35 y = 0,123x0,7054 30 Перегородки с интервалом 5 y = 0,1569x0,6539 25 y = 0,0714x0,7336 20 y = 0,2403x0,5545 15 y = 0,1517x0,6022 Перегородки с интервалом 10 Перегородки с интервалом 15 Вертикальные каналы, перекрытие 20% Вертикальные каналы, перекрытие 30% 10 5 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Вт/м2 Рисунок 17 – График зависимости превышения СТО над ССМ от плотности теплового потока 70 С 45 y = 0,5128x0,5589 40 y = 0,6175x0,5189 Перегородки с интервалом 5 y = 1,3001x0,3923 Перегородки с интервалом 10 y = 0,6295x0,4391 Перегородки с интервалом 15 35 30 25 20 y = 0,1502x0,615 15 10 5 Вертикальные каналы, перекрытие 20% Вертикальные каналы, перекрытие 30% 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Вт/м2 Рисунок 18 – График зависимости превышения ННТ над ВСМ от плотности теплового потока С 100 y = 10,534x0,2851 y = 11,799x0,2649 Перегородки с интервалом 5 y = 17,325x0,2104 y = 17,041x0,201 Перегородки с интервалом 10 y = 13,769x0,2258 Перегородки с интервалом 15 90 80 70 Вертикальные каналы, перекрытие 20% 60 Вертикальные каналы, перекрытие 30% 50 250 750 1250 1750 2250 2750 Вт/м2 Рисунок 19 - График зависимости превышения ННТ над температурой окружающей среды от плотности теплового потока 71 Зависимость параметров нагрева обмотки от плотности теплового потока и параметров геометрии целесообразно представить функцией следующего вида: y k1 k2 k3 k4 xb , где k1 и b - коэффициенты, определяющие влияние теплового потока для различных специальных конструкций обмотки; k2 , k3 и k4 - коэффициенты, определяющие влияние ширины внутреннего и наружного каналов, высоты горизонтальных каналов, ширины обмотки соответственно; x - значение теплового потока с поверхности катушек (Вт/м2). Представленная функция имеет отдельные коэффициенты, учитывающие различные зависимости, что позволяет обеспечить наибольшую точность. Коэффициенты k1 и b равны множителям степенных функций, представленных на рисунках 17-19. В таблице 11 представлены значения коэффициентов k1 и b для рассматриваемых специальных конструкций обмотки. Таблица 11 – Значения коэффициентов k1 и b Перегородки k1 Интервал через: 5 10 15 Перекрытие: 20% 30% Прев. СТО над ССМ 0,071 0,157 0,123 Прев. ННТ над ВСМ 1,300 0,618 0,513 b Прев. ННТ над темп. окруж. среды 17,325 11,799 10,534 Прев. СТО над ССМ 0,734 0,654 0,705 Прев. ННТ над ВСМ 0,392 0,519 0,559 Прев. ННТ над темп. окруж. среды 0,210 0,265 0,285 0,439 0,615 0,201 0,226 Вертикальные каналы 0,240 0,152 0,630 0,150 17,041 13,769 0,554 0,602 Значения коэффициентов k2 , k3 , k4 , определяются как отношение значений параметров нагрева обмотки, рассчитанных для нестандартной 72 геометрии к параметрам нагрева, рассчитанным для стандартной геометрии (таблица 6-8). Значения коэффициентов k2 , k3 , k4 для некоторых параметров геометрии имеют малый разброс и заменены их средними значениями. При этом максимальное отклонение не превышает 0,8%. Значения коэффициентов k2 , k3 , k4 приведены в таблицах 12-17. Таблица 12 – Значения коэффициента k2 для конструкции обмотки с направляющими элементами Перегородки с интервалом 10 с интервалом 5 Ширина внутреннего и наружного каналов, мм 6 8 10 с интервалом 15 Прев. СТО над ССМ Прев. ННТ над ВСМ Прев. ННТ над темп. окруж. среды Прев. СТО над ССМ Прев. ННТ над ВСМ Прев. ННТ над темп. окруж. среды Прев. СТО над ССМ Прев. ННТ над ВСМ Прев. ННТ над темп. окруж. среды 1,14 1 0,955 1,104 1 0,943 1,065 1 0,981 1,14 1 0,955 1,240 1 0,943 1,119 1 0,960 1,14 1 0,955 1,09 1 0,943 1,001 1 0,939 Таблица 13 - Значения коэффициента k2 для конструкции обмотки с дополнительными осевыми каналами Ширина внутреннего и наружного каналов, мм 6 8 10 Прев. СТО над ССМ 1,015 1 0,996 73 Вертикальные каналы Прев. ННТ Прев. ННТ над темп. над ВСМ окруж. среды 1,085 1,038 1 1 0,987 0,990 Таблица 14 - Значения коэффициента k3 для конструкции обмотки с направляющими элементами Перегородки Высота горизонтальных каналов, мм 3,2 4,8 6,4 с интервалом 5 Прев. Прев. Прев. ННТ СТО ННТ над над над темп. ССМ ВСМ окруж. среды 1,225 1,734 1,067 1 1 1 0,983 0,934 0,980 с интервалом 10 Прев. Прев. Прев. ННТ СТО ННТ над над над темп. ССМ ВСМ окруж. среды 1,186 1,560 1,238 1 1 1 0,962 0,847 0,935 с интервалом 15 Прев. Прев. Прев. ННТ СТО ННТ над над над темп. ССМ ВСМ окруж. среды 1,001 1,315 1,141 1 1 1 0,920 0,669 0,853 Таблица 15 - Значения коэффициента k3 для конструкции обмотки с дополнительными осевыми каналами Вертикальные каналы перекрытие 20% перекрытие 30% Высота горизонтальных каналов, мм 3,2 4,8 6,4 Прев. СТО над ССМ 1,141 1 0,853 Прев. Прев. ННТ ННТ над над темп. ВСМ окруж. среды 1,107 1 0,989 1,113 1 0,952 Прев. СТО над ССМ 1,447 1 0,863 Прев. Прев. ННТ ННТ над над темп. ВСМ окруж. среды 1,448 1 0,932 1,121 1 0,942 Таблица 16 - Значения коэффициента k4 для конструкции обмотки с направляющими элементами с интервалом 5 Прев. Ширина Прев. Прев. ННТ обСТО ННТ над мотки, над над темп. мм ССМ ВСМ окруж. среды 50 0,732 0,866 0,933 75 0,861 1,019 0,955 100 1 1 1 150 1,148 1,016 1,071 200 1,431 1,058 1,145 Перегородки с интервалом 10 Прев. Прев. Прев. ННТ СТО ННТ над над над темп. ССМ ВСМ окруж. среды 0,732 0,793 0,850 0,861 1,046 0,971 1 1 1 1,148 1,591 1,242 1,089 2 1,407 74 с интервалом 15 Прев. Прев. Прев. ННТ СТО ННТ над над над темп. ССМ ВСМ окруж. среды 0,732 0,617 0,778 0,861 0,728 0,858 1 1 1 1,148 1,376 1,182 1,274 1,662 1,312 Таблица 17 - Значения коэффициента k4 для конструкции обмотки с дополнительными осевыми каналами Вертикальные каналы перекрытие 20% перекрытие 30% Высота горизонтальных каналов, мм 50 75 100 150 200 Прев. СТО над ССМ 0,729 0,916 1 1,3 1,7 Прев. Прев. ННТ ННТ над над темп. ВСМ окруж. среды 0,78 0,961 1 1,31 1,725 0,877 0,944 1 1,088 1,190 Прев. СТО над ССМ 0,729 0,916 1 1,3 1,7 Прев. Прев. ННТ ННТ над над темп. ВСМ окруж. среды 0,78 0,961 1 1,31 1,725 0,876 0,939 1 1,094 1,204 Максимальное и среднее отклонения параметров нагрева, рассчитанных при помощи разработанного метода, относительно параметров, рассчитанных при помощи CFD-моделей, составляют 6,31% и 2,07% соответственно. Разработанный приближенный метод расчета позволяет оперативно на стадии проектирования силового масляного трансформатора оценить эффективность отведения тепла от обмоток, имеющих специальную геометрию, что позволяет выбрать наиболее оптимальную геометрию обмоток. Метод не требует значительного количества времени для проведения расчетов и может быть реализован в программе Microsoft Excel. 75 7 Специальные вопросы обеспечения безопасности 7.1 Функциональная безопасность силовых масляных трансформаторов Силовые трансформаторы являются ответственными устройствами, от надежности которых зависит надежность электроснабжения промышленных и гражданских потребителей. На протяжении всего срока эксплуатации силового трансформатора проводятся ремонтные и диагностические работы с целью обеспечения работоспособности и предупреждения дефектов. Безопасность персонала, работающего с силовыми трансформаторами, и окружающей среды обеспечивается стандартами: - ГОСТ 12.2.007-75 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Изделия электротехнические. Общие требования безопасности. - ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность. Общие требования. - ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степень защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP). - ГОСТ 12.2.024-87 Системы стандартов безопасности труда (ССБТ). Шум. Трансформаторы силовые масляные. Нормы и методы контроля. - ГОСТ Р 52719-2007 Трансформаторы силовые. Общие технические условия. Силовые трансформаторы являются сложными техническими устройствами, которые могут выходить из строя из-за влияния внешней среды, дефектов элементов конструкции и аппаратуры, неправильных действий обслуживающего персонала. При проведении ремонтных и обслуживающих работ, несмотря на соблюдение стандартов по безопасности силовых трансформаторов, для персонала имеются риски: поражения электрическим током, падения с высоты 1,8 м и более, также имеется риск возгорания трансформатора. Для того чтобы персонал находился в безопасности применяют устройства защиты 76 и системы безопасности, которые не допускают выхода из строя оборудования или переводят вышедшее из строя оборудование в безопасное состояние, таким образом обеспечивается функциональная безопасность. Целью функциональной безопасности является снижение вероятности сбоев оборудования и возникновения рисков для людей [42]. Требования к жизненному циклу систем, обеспечивающих функциональную безопасность, установлены в серии стандартов ГОСТ Р МЭК 61508. Стандартом установлены действия, которые должна совершить система безопасности при обнаружении отказа: - конкретное действие для достижения или поддержания безопасного состояния; - изоляция дефектной части подсистемы для обеспечения возможности безопасной работы оборудования, пока дефектная часть не будет отремонтирована. Причиной выхода из строя силового масляного трансформатора может служить неисправность системы охлаждения, связанная с засорением трубок, засорением масляных фильтров, выходом из строя датчиков. Перегрев трансформатора, вызванный неисправностью системы охлаждения может привести к разрушению изоляции обмоток и возникновению короткого замыкания, что может создать условия для воспламенения трансформаторного масла, которое содержится в баке трансформатора в больших количествах. В конструкции силовых масляных трансформаторов также имеются деревянные детали, провода обмоток изолированы бумажной изоляцией. Возгорание для силовых масляных трансформаторов является особенно опасным, поскольку газы, образующиеся в процессе термического распада, могут нарушить герметичности бака и привести к распространению огня на ближайшую территорию. Для предотвращения последствий, вызванных неисправностью системы охлаждения, стандартами установлены требования по наличию устройств защиты: 77 - для масляных трансформаторов мощностью 1 МВА и более устанавливаются газовые реле, реагирующие на повреждения внутри бака [43]; - для масляных трансформаторов мощностью 1 МВА и более устанавливается защитное устройство, предупреждающее повреждение бака при внезапном повышении внутреннего давления; - согласно ПУЭ 4.2.214 автоматическими установками пожаротушения оснащают трансформаторы: напряжением 500-750 кВ, независимо от мощности; напряжением 220-330 кВ, мощностью 250 МВА и более; напряжением 110 кВ и выше, мощностью 63 МВА и более, устанавливаемые в камерах подстанции и у зданий ГЭС; напряжением 110 кВ и выше, любой мощности при установки в подземном здании ГЭС и ГАЭС. Для предотвращения аварийных состояний силовых трансформаторов применяют системы управления, выполняющие контроль температуры обмоток и трансформаторного масла, уровня масла, содержания враги и газов в масле. В случае обнаружения значительного роста температуры обмоток или трансформаторного масла система управления производит отключение трансформатора от сети. 7.2 Снижение шума силовых масляных трансформаторов Причинами шума, издаваемого силовыми масляными трансформаторами являются [44]: - деформация листов стали магнитной системы; - вибрации передаваемы от магнитной системы на бак; - электродинамические усилия в обмотках; - вентиляторы системы охлаждения. Силовые масляные трансформаторы должны быть изготовлены с корректированными уровнями звуковой мощности ниже норм, представленных в ГОСТ 12.2.024-87, для этого применяют различные способы снижения шума. Уменьшение шума магнитной системы обеспечивается [44]: 78 - использованием электротехнических сталей с малыми значениями магнитострикции; - применением косых стыков элементов магнитной системы; - стяжкой бандажами стержней и ярем магнитной системы, что обеспечивает более плотное прилегание; - снижением номинальной индукции. Для снижения вибрации, передаваемой на бак от магнитной системы, применяют виброизоляцию активной части, производят укрепление бака ребрами жесткости. Шум вентиляторов для силовых масляных трансформаторов, имеющих принудительную систему циркуляции трансформаторного масла является наиболее значительным. Снижение шума от вентиляторов обеспечивается [44]: - установкой вентиляторов на резиновые или пружинные амортизаторы; - балансировкой вращающихся частей; - нанесением звукопоглощающих материалов на поверхности вентиляторов; - уменьшением скорости вращения лопастей вентилятора, при этом увеличением диаметра вентилятора. 7.3 Эргономика программного обеспечения С каждым годом происходит увеличение производительности вычислительных машин, что позволяет разработчикам программного обеспечения увеличивать функционал их продуктов. Увеличение функциональности зачастую приводит к возникновению неудобств при работе с программным обеспечением из-за усложнения пользовательского интерфейса, что приводит к сокращению производительности взаимодействия «человек-система». Новые про- 79 граммные продукты также могут обладать сложным для понимания пользовательским интерфейсом. Чтобы повысить пригодность использования, доступность, степень удовлетворенности пользователей, разработчикам программного обеспечения рекомендуется использовать стандарты, относящиеся к эргономике программного обеспечения, к таким стандартам относятся: ГОСТ Р ИСО 9241, ГОСТ Р ИСО 14915 и др. Эти стандарты применимы для: прикладных программ, встроенного программного обеспечения, программных средств проектирования, вспомогательных технологий и операционных систем [45]. Стандарт ГОСТ Р ИСО 9241-110 устанавливает принципы организации диалога между пользователем и интерфейсом программного обеспечения: - пригодность для выполнения задачи; - информативность; - соответствие ожиданиям пользователя; - пригодность для обучения; - управляемость; - устойчивость к ошибкам; - пригодность для индивидуализации. Соблюдение этих принципов позволяет пользователю работать с программным обеспечением с необходимой результативностью, эффективностью и удовлетворенностью. При выполнении выпускной квалификационной работы применялись: - операционная система Microsoft Windows 10; - текстовый редактор Microsoft Office Word; - программа для работы с электронными таблицами Microsoft Office Excel; - системы автоматизированного проектирования SolidWork и COMSOL Multiphysics. Все программное обеспечение, использованное при выполнении работы, позволяет выполнять предусмотренные разработчиками задачи. 80 Программное обеспечение содержит средства индивидуализации, позволяющие адаптировать интерфейс пользователя с точки зрения удобства восприятия и управления, таким образом обеспечивается охват более широкого круга пользователей. Требования и рекомендации по индивидуализации программного обеспечения установлены стандартом ГОСТ Р ИСО 9241-129. Представление информации осуществляется с учетом стандарта ГОСТ Р ИСО 9241-12. Информация благодаря применению разных цветов и форм, легких для восприятия шрифтов, графических символов, звуков представляется четко и разборчиво, обладает хорошей обнаруживаемостью. Элементы навигации и управления логически сгруппированы и расположены по границам окна пользовательского интерфейса, не перекрывая графическую и текстовую информацию, с которой работает пользователь. Также элементы управления расположены в выпадающих и всплывающих меню. Рекомендации по организации управления и навигации в мультимедийной среде установлены стандартом ГОСТ Р ИСО 14915-2. В соответствии со стандартом ГОСТ Р ИСО 9241-13 программное обеспечение содержит руководство пользователя и справочники, предоставляющие пользователю дополнительную информацию и помогающие изучить интерактивную систему самостоятельно. Информация, представленная в руководстве пользователя объединена в разделы, что упрощает навигацию, также имеется строка поиска, которая позволяет найти интересующую информацию по ключевым словам. Интерфейс пользователя содержит элементы для управления при помощи командных диалогов, что позволяет опытным пользователям сократить время на перемещение по элементам меню. При использовании программного обеспечения могут возникать ошибки, приводящие к его экстренному закрытию, предотвратить потерю информации позволяет функция, реализующая сохранение активного проекта с заданным интервалом времени. 81 Пользовательский интерфейс операционной системы Microsoft Windows 10 имеет функцию озвучивания действий пользователя и увеличения шрифтов, что позволяет облегчить работу с системой для пожилых людей и людей с ограниченными возможностями. Примененные программные продукты имеют разную степень доступности для неподготовленного пользователя, что связанно с их назначением. Во всем программном обеспечении, использованном при выполнении выпускной квалификационной работы, реализованы принципы организации диалога, установленные в стандарте ГОСТ Р ИСО 9241-110. 7.4 Эргономика рабочего места при работе за компьютером Значительное количество людей ежедневно в течение длительного времени работают за компьютером, также выполнение выпускной квалификационной работы производится при помощи компьютера. При ежедневной работе за компьютером на здоровье человека оказывается негативное влияние, связанное с: - воздействием видеомониторов на органы зрения; - шумом, издаваемым системой охлаждения компьютера; - длительным нахождением в сидячем положении; - однообразными действиями рук. Длительная работа с компьютером может привести к развитию патологии органов зрения, позвоночного столба, кистей рук и локтевых суставов сосудов ног [46]. Для защиты здоровья человека, работающего с компьютером, санитарными правилами СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 установлены требования: - Требования к персональным компьютерам: Правилами установлены допустимые уровни электромагнитного поля, звукового давления, звука, создаваемых персональным компьютером. Ви- 82 деомонитор персонального компьютера должен иметь допустимые визуальные параметры. Корпус персонального компьютера должен быть окрашен в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света. Корпус компьютера, клавиатура и другие блоки должны иметь матовую поверхность с коэффициентом отражения 0,4-0,6 и не иметь блестящих деталей, создающих блики. - Требования к освещению: Помещение для работы с компьютером должно иметь естественное и искусственное освещение, соответствующее требованиям, установленным стандартом ГОСТ Р 55710-2013. Коэффициент пульсации осветительных установок не должен превышать 5%. Освещенность на поверхности стола в зоне размещения документов должна быть 300-500 лк, при этом освещенность экрана не должна превышать 300 лк. Соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1-5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1. Видеодисплеи должны быть ориентированы так, чтобы естественный свет падал преимущественно слева. - Требования к рабочему помещению: Микроклимат помещений, в которых производится работа с компьютером, должен соответствовать требованиям, установленным в ГОСТ 12.1.00588. В помещениях, оборудованных компьютерами, должна производиться ежедневная влажная уборка и проветривание после каждого часа работы. Минимальная площадь одного рабочего места при продолжительности работы менее 4 часов должна составлять 4,5 м.кв. Отделка интерьера рабочего помещения должна быть выполнена из диффузно отражающих материалов. - Требования к рабочему месту: Высота рабочей поверхности стола должна регулироваться в пределах 680-800 мм. Конструкция стула должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины. Должно 83 иметься пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной не менее 500 мм и глубиной на уровне колен не менее 450 мм. Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю. Поверхность элементов стула должна быть полумягкой, с нескользящим, воздухопроницаемым покрытием. 84 слабо электризующимся и ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе выполнения выпускной квалификационной работы решены все поставленные задачи: - обзор тепловых процессов в силовых масляных трансформаторах; - анализ методов расчета нагрева силовых масляных трансформаторов; - расчет и обзор конструкции силового масляного трансформатора; - расчет показателей нагрева обмотки силового масляного трансформатора при различной геометрии обмотки; - разработка метода расчета, позволяющего оперативно производить оценку эффективности отвода тепла для разных геометрий обмотки. Проведен анализ процессов нагрева и охлаждения, происходящие в силовом масляном трансформаторе. Причиной нагрева силовых трансформаторов являются потери в токоведущих частях, создаваемые рабочим током и полем рассеяния, и потери в металлических элементах конструкции. Для более эффективного отвода тепла от нагревающихся элементов применяют конструкции силовых трансформаторов с баком, заполняемым жидким диэлектриком и соответствующей системой охлаждения. По методу организации циркуляции трансформаторного масла в баке и методу отведения от него тепла в окружающую среду в [39] установлены виды систем охлаждения. Изоляция проводов обмоток подвержена термическому старению, в процессе которого снижается диэлектрическая прочность и ухудшаются механические свойства, что приводит к возникновению межвитковых коротких замыканий. Скорость термического старения зависит от температуры нагрева изоляции, поэтому для снижения скорости термического старения применяются специальные конструкции обмоток, обеспечивающие более эффективный отвод тепла за счет равномерной циркуляции трансформаторного масла около поверхностей обмоток. 85 В результате анализа методов расчета нагрева силовых масляных трансформаторов выяснено, что существующие методы расчета, учитывающие специальную геометрию обмоток требуют значительного количества времени для проведения расчетов и высокой производительности вычислительных машин. По методике, представленной в [34] проведен расчет обмоток, параметров магнитной системы, потерь, напряжения короткого замыкания, механических сил, нагрева, системы охлаждения и параметров бака силового масляного трансформатора ТДНС-40000/35. По результатам расчетов в системе автоматизированного проектирования SolidWork построена CAD-модель остова трансформатора, подготовлен сборочный чертеж и спецификация. На основе результатов расчета трансформатора ТДНС-40000/35 в системе автоматизированного проектирования COMSOL Multiphysics разработаны CFD-модели, позволяющие произвести расчет параметров нагрева при разной геометрии обмотки. При помощи CFD-моделей для обмоток, имеющих дополнительные осевые каналы и направляющие элементы, произведен расчет превышения средней температуры обмотки над средней температурой масла и превышения температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой верхних слоев масла при разных значениях ширины внутреннего и наружного каналов, высоты горизонтальных каналов, ширины обмотки, плотности теплового потока. Путем аппроксимации зависимостей параметров нагрева от параметров геометрии обмотки, полученных в результате расчетов CFD-моделей, разработан метод расчета параметров нагрева, позволяющий оперативно оценить эффективность отведения тепла от обмоток, имеющих специальную геометрию. Поскольку силовые масляные трансформаторы обладают тепловым подобием, разработанную методику расчета и анализа тепловых процессов можно распространить на силовые масляные трансформаторы произвольной мощности и класса напряжения с естественной циркуляцией масла. 86 Разработанный метод дал возможность провести анализ и разработать рекомендации по организации геометрии обмоток. Таким образом конструкция обмоток с дополнительными осевыми каналами и перекрытием 30% обеспечивает наиболее эффективный отвод тепла. Повышение эффективности отвода тепла от обмоток также обеспечивает увеличение ширины внутреннего и наружного каналов, увеличение высоты каналов между катушками и уменьшение ширины обмотки. В разделе специальные вопросы обеспечения безопасности рассмотрен аспект функциональной безопасности и снижения шума силовых масляных трансформаторов. Поскольку силовые трансформаторы - это сложные технические устройства, являющиеся источниками шума и имеющие риск причинения вреда здоровью обслуживающего персонала. Также в работе рассмотрены аспекты эргономики программного обеспечения и рабочего места при работе за компьютером. Результаты диссертации были доложены и обсуждены на 71-ой Научнотехнической конференции профессорско-преподавательского состава университета СПбГЭТУ “ЛЭТИ”. 87 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2005. 32 c. 2. Трансформаторы. Учебно-методический комплекс «Электротехника». Режим доступа: http://model.exponenta.ru/electro/0070.htm (Дата обращения 18.11.2016). 3. Бики М. А. Проектирование силовых трансформаторов. Расчеты основных параметров. М.: Издательство «Знак», 2013. – 612 с. 4. Кислицын А. Л. Трансформаторы: учебное пособие по курсу «Электромеханика». Ульяновск: Издательство УлГТУ, 2001. – 76 с. 5. Статья «ABB, Siemens AG and Alstom dominate global switchgear market». Интернет-журнал «Electric light and power». Режим доступа: http://www.elp.com/articles/2014/03/abb-siemens-ag-and-alstom-dominate-globalswitchgear-market.html (Дата обращения 18.11.2016). 6. Савинцев Ю. М. Современные трансформаторы: анализ состояния производства в РФ силовых масляных трансформаторов I-II габарита // Электротехнический рынок. 2011, вып. №4. С. 32-37. 7. Киш Л. Нагрев и охлаждение трансформаторов / Пер. с венгерского. Под ред. Г. Е. Тарле. М.: Издательство «Энергия», 1980. – 208 с. 8. Григорьев В. Ф., Бунзя А. В., Бондаренко А. В. Расчет трехфазного силового масляного трансформатора: учебно-методическое пособие. Екатеринбург: Издательство УрГУПС, 2016. – 115 с. 9. Баширов М. Г., Шикунов В. Н. Диагностика электрических сетей и электрооборудования промышленных предприятий: учебное пособие. Уфа: Издательство УГНТУ, 2004. – 220 с. 10. Койков С. Н., Цикин А. Н. Электрическое старение твердых диэлектриков и надежность диэлектрических деталей. СПб.: Издательство «Энергия», 1968. – 186 с. 88 11. ГОСТ Р 54419-2011. Трансформаторы силовые. Часть 12. Руководство по нагрузке сухого трансформатора. М.: Стандартинформ, 2012. 45 с. 12. Eleftherios I. Amoiralis. Distribution transformer cooling system improvement by innovative tank panel geometries / Eleftherios I. Amoiralis, Marina A. Tsili, Antonios G. Kladas // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2012. issue №3. P. 1021-1027. 13. РД 34.43.105-89. Методические указания по эксплуатации трансформаторных масел. М.: Издательство «Энергия», 1989. 14. Быстрицкий Г. Ф., Кондратьев А. В. Современные методы регенерации трансформаторного масла // Главный энергетик. 2011, вып. №6. С. 27-37. 15. Pasaribu R. Thermal aging of mineral oil-paper composite insulation for high voltage transformer // International Journal on Electrical Engineering and Informatics. 2016. issue №4. P. 820-835. 16. Круковский П. Г. CFD – моделирование теплообмена в катушечных обмотках трансформаторов при естественной конвекции охлаждающего масла / П. Г. Круковский, В. А. Яцевский, Л. Н. Конторович, В. Ф. Иванков, Д. Д. Юрченко // Промышленная теплотехника. 2009, вып. №4. С. 17-26. 17. Hjalmars M. Optimization Study on Oil Flow and Temperature Distribution in Power Transformer Windings: master of science thesis / Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 2012. P. 39. 18. Jiao Y. CFD Study On The Thermal Performance of Transformer Disc Windings Without Oil Guides: master of science thesis / Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 2012. P. 77. 19. Иванков В. Ф., Басова А. В. Расчет CFD – моделей нагрева силовых масляных трансформаторов // Электротехника и электроэнергетика. 2016, вып. №2. С. 19-32. 89 20. Сипайлов Г. А. Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчеты в электрических машинах: учебник для вузов. М.: Издательство «Высшая школа», 1989. – 239 с. 21. Стулов А. В. Разработка комбинированных моделей и методов теплового анализа в САПР распределительных трансформаторов: диссертация на соискание ученой степени кандидата наук / ИГЭУ, Иваново, 2015. 22. Зализный Д. И. Использование тепловой модели для теоретических исследований тепловых процессов в масляных трансформаторах 10/0,4 кВ // Вестник ГГТУ имени П. О. Сухого. 2001, вып. №3-№4. С. 51-60. 23. Сергеенков Б. Н., Киселев В. М., Акимова Н. А. Электрические машины: Трансформаторы: учебное пособие / под редакцией И. П. Копылова. М.: Высшая школа, 1989. – 352 с. 24. Рекомендации по применению: силиконовая трансформаторная жидкость СОФЭКСИЛ-ТСЖ компании «SOFEX». http://www.sofex-silicone.ru/files/SOFEXIL-TCJ.pdf Режим (Дата доступа: обращения 11.04.2018). 25. ГОСТ Р 52719-2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2007. 44 с. 26. Gradnik T. Cooling system optimization and expected lifetime of large power transformers / T. Gradnik, M. Koncan-Gradnik // IASME/WSEAS International conference on energy & environmental system / Chalkida, Greece, 810 may 2006. 27. Статья «Cooling methods of a transformer». Информационный портал «ElectricalEasy». Режим доступа: http://www.electricaleasy.com/2014/06/ cooling-methods-of-transformer.html (Дата обращения: 27.04.2017). 28. Трякин А. О., Бахарев Н. П. Типы конструкций обмоток масляного трансформатора в отношении тепловых параметров работы / Энергетика: эффективность, надежность, безопасность: XII Всероссийская научнотехническая конференция, Томск, 4-6 декабря политехнический университет, Томск, 2013, С. 5-7. 90 2013 г. / Томский 29. Яцевский В. А., Круковский П. Г. Особенности гидродинамики и теплообмена при течении масла во взаимосвязанных каналах катушечных обмоток силовых трансформаторов // Промышленная теплотехника. 2011, вып. №2. С. 24-34. 30. Марасанов В. В., Корень Е. В. Применение законов Кирхгофа для расчета тепломассообменных процессов в электрических машинах // Автоматика. Автоматизация. Электромеханические комплексы и системы. 2006, вып. №1. С. 23-32. 31. Динь Конг Кюи. Моделирование температурного поля погружного трансформатора / Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи: Вторая российская молодежная научная школа-конференция, Томск, 29-31 октября 2014 г. / Томский политехнический университет, Томск, 2014, С. 33-35. 32. Круковский, П. Г. Методические подходы к CFD – моделированию тепловых режимов силовых масляных трансформаторов / П. Г. Круковский, В. А. Яцевский, Л. Н. Конторович, В. Ф. Иванков, Д. Д. Юрченко // Промышленная теплотехника. 2008, вып. №6. С. 57-66. 33. Статья «Navier-Stokes Equations». Информационный портал «COMSOL Multiphysics Cyclopedia». Режим доступа: https://www.comsol.com /multiphysics/navier-stokes-equations (Дата обращения: 10.11.2017). 34. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов: учебное пособие. – 5-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. – 528 с. 35. ГОСТ 3484.2-88. Трансформаторы силовые. Испытания на нагрев. М.: Издательство стандартов, 1989. 35 с. 36. ГОСТ 11920-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения напряжением до 35 кВ включительно. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 1985. 53 с. 37. ГОСТ 1516.3-96. Электрооборудование переменного тока на напряжение от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. М.: ИПК Издательство стандартов, 1998. 38 с. 91 38. Каталог продукции: прокат холоднокатаный тонколистовой из электротехнической анизотропной стали компании «НЛМК». Режим доступа: https://www.nmlk.ru (Дата обращения: 10.11.2017). 39. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. 34 с. 40. Статья «A comparison of CFD software packages». Информационный портал «Resolved analytics». Режим доступа: https://www.resolvedanalytics.com/ theflux/comparing-popular-cfd-software-packages (Дата обращения: 10.05.2017). 41. Нащокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача: учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. М.: Издательство «Высшая школа», 1975. – 497 с. 42. ГОСТ Р МЭК 641508-1-2012. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных связанных с безопасностью. М.: Стандартинформ, 2014. 56 с. 43. ГОСТ 12.2.007.2-75. Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Трансформаторы силовые и реакторы электрические. Требования безопасности. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 40 с. 44. Строганов Ю. Снижение шума и вибрации трансформаторов и реакторов в эксплуатации // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2008, вып. №10. С. 9-20. 45. ГОСТ Р 55241.1-2012. Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 100. Введение в стандарты, относящиеся к эргономике программных средств. М.: Стандартинформ, 2013. 60 с. 46. Савельев В. «Компьютерные» болезни и их профилактика. // КомпьютерПресс. 2006, вып. №6. С. 12-22. 92 Приложение А Сборочный чертеж остова ТДНС-40000/35 4 3 2 1 ÐÀÏÑ 240322.00ÑÁ 557,50 200 995 240 898 120 150 46 5 47 45 30 36 120 17 4 41 9 10 35 11 8 12 16 44 2 7 128 B 15 43 14 1632 25 44 2867,50 B 1 6 205 21 29 3 34 14 22 20 13 26 37 19 39 42 18 40 38 615 24 140 160 320 1518 Ïåðâ. ïðèìåí. 3705 28 Ñïðàâ. ¹ 507,50 27 300 R526 31 Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà A 23 32 Ïîäï. è äàòà ÐÀÏÑ 240322.00ÑÁ Ëèò. Èíâ. ¹ ïîäë. Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Øêàðáóí Í.Ñ. Ðàçðàá. Ëàâðîâ À.Ã. Ïðîâ. Ò. êîíòð. 4 3 2 Í. êîíòð. Óòâ. Ïîäï. Äàòà Îñòîâ ÒÄÍÑ-40000/35 Ìàññà Ìàñøòàá 1:15 Ëèñò Ëèñòîâ 1 ÑÏáÃÝÒÓ (ËÝÒÈ) Êîçëîâà Ë.Ï. 1 Копировал Формат А1 Приложение Б Спецификация остова ТДНС-40000/35 Êîë. Ôîðìàò Çîíà Ïîçèöèÿ ÐÀÏÑ 240322.00 ÐÀÏÑ 240322.00ÑÁ Ïðèìå÷àíèå Ñáîðî÷íûé ÷åðòåæ 1 Äåòàëè Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäïèñü è äàòà Ñïðàâî÷íûé ¹ Ïåðâè÷íîå ïðèìåíåíèå Íàèìåíîâàíèå Äîêóìåíòàöèÿ 1 ÐÀÏÑ 240322.01 Ïàêåò ñòàëè ¹1 1 2 ÐÀÏÑ 240322.02 Ïàêåò ñòàëè ¹2 2 3 ÐÀÏÑ 240322.03 Ïàêåò ñòàëè ¹3 2 4 ÐÀÏÑ 240322.04 Ïàêåò ñòàëè ¹4 2 5 ÐÀÏÑ 240322.05 Ïàêåò ñòàëè ¹5 2 6 ÐÀÏÑ 240322.06 Ïàêåò ñòàëè ¹6 2 7 ÐÀÏÑ 240322.07 Ïàêåò ñòàëè ¹7 2 8 ÐÀÏÑ 240322.08 Ïàêåò ñòàëè ¹8 2 9 ÐÀÏÑ 240322.09 Ïàêåò ñòàëè ¹9 2 10 ÐÀÏÑ 240322.10 Ïàêåò ñòàëè ¹10 2 11 ÐÀÏÑ 240322.11 Ïàêåò ñòàëè ¹11 2 12 13 ÐÀÏÑ 240322.12 Ïàêåò ñòàëè ¹12 2 ÐÀÏÑ 240322.13 Ïðîêëàäêà ïîä áàíäàæ 36 14 ÐÀÏÑ 240322.14 Ñòåêëîáàíäàæ äëÿ ñòåðæíåé 36 15 ÐÀÏÑ 240322.15 Èçîëÿöèÿ âåðõíåé ïðîäîëüíîé 2 áàëêè Âçàì. èíâ. ¹ Ïîäïèñü è äàòà Èíâ. ¹ ïîäï. Îáîçíà÷åíèå 16 17 18 ÐÀÏÑ 240322.16 Âåðõíÿÿ ÿðìîâàÿ áàëêà 2 ÐÀÏÑ 240322.17 Èçîëÿöèÿ òîðöåâîé áàëêè 4 ÐÀÏÑ 240322.18 Òîðöåâàÿ áàëêà 4 19 ÐÀÏÑ 240322.19 Íèæíÿÿ ÿðìîâàÿ áàëêà 2 Èçì. Ëèñò ¹ äîêóìåíòà Ïîäïèñü Äàòà Øêàðáóí Í.Ñ. Ðàçðàá. Ëàâðîâ À.Ã. Ïðîâ. Í.êîíòð. Óòâ . Êîçëîâà Ë.Ï. ÐÀÏÑ 240322.00 Îñòîâ ÒÄÍÑ-40000/35 Êîïèðîâàë Ëèò. Ëèñò 1 Ëèñòîâ 3 ÑÏáÃÝÒÓ (ËÝÒÈ) Ôîðìàò À4 ÐÀÏÑ 240322.20 Íàèìåíîâàíèå Èçîëÿöèÿ íèæíåé ïðîäîëüíîé Êîë. Ïîçèöèÿ Ôîðìàò Çîíà 20 Îáîçíà÷åíèå Ïðèìå÷àíèå 2 áàëêè 21 ÐÀÏÑ 240322.21 Øïèëüêà 8 22 ÐÀÏÑ 240322.22 Èçîëÿöèîííàÿ òðóáêà 8 23 ÐÀÏÑ 240322.23 Ëàïà 3 24 ÐÀÏÑ 240322.24 Èçîëÿöèÿ ÿðìà 3 25 ÐÀÏÑ 240322.25 Êàðòîííàÿ íàêëàäêà 6 26 ÐÀÏÑ 240322.26 Ñòàëüíàÿ íàêëàäêà 6 27 ÐÀÏÑ 240322.27 Äåðåâÿííàÿ íàêëàäêà 16 28 ÐÀÏÑ 240322.28 Ïîïåðå÷íàÿ áàëêà 5 29 ÐÀÏÑ 240322.29 Èçîëÿöèÿ ïîïåðå÷íîé áàëêè 5 30 ÐÀÏÑ 240322.30 Èçîëÿöèîííàÿ ïðîêëàäêà 10 31 ÐÀÏÑ 240322.31 Îïîðà ïîä êàòóøêó 4 32 ÐÀÏÑ 240322.32 Íèæíÿÿ ïîïåðå÷íàÿ áàëêà 2 33 ÐÀÏÑ 240322.33 Èçîëÿöèÿ íèæíåé ïîïåðå÷íîé 2 Ïîäïèñü è äàòà áàëêè 34 Èíâ.¹ äóáë. Âçàì.èíâ.¹ Ïîäïèñü è äàòà Èçîëÿöèîííàÿ ïðîêëàäêà äëÿ 4 íèæíåé ïîïåðå÷íîé áàëêè 35 ÐÀÏÑ 240322.35 Äåðåâÿííàÿ ïðîêëàäêà ïîä 32 êðåïåæ 36 Èíâ.¹ ïîäë. ÐÀÏÑ 240322.34 ÐÀÏÑ 240322.36 Ñòàëüíàÿ ïðîêëàäêà ïîä 16 êðåïåæ 37 ÐÀÏÑ 240322.37 Washer DIN 126-33 12 38 ÐÀÏÑ 240322.38 ISO 8676-M30x2 x 45-S 12 39 ÐÀÏÑ 240322.39 Ïðîêàëäêà ïîä êðåïåæ 16 40 ÐÀÏÑ 240322.40 Hexagon Nut ISO 4034-M42-N 40 41 ÐÀÏÑ 240322.41 Hexagon Nut ISO 4034-M30-N 44 42 ÐÀÏÑ 240322.42 Washer ISO 7091-36 24 43 44 ÐÀÏÑ 240322.43 ÐÀÏÑ 240322.44 DIN 7989-30-A-St 88 ISO 4014-M30x110x66-S 44 Èçì. Ëèñò ¹ äîêóìåíòà Ïîäïèñü Äàòà ÐÀÏÑ 240322.00 Êîïèðîâàë Ëèñò 2 Ôîðìàò À4 ÐÀÏÑ 240322.45 Íàèìåíîâàíèå Êàðòîííàÿ ïðîêëàäêà ïîä Êîë. Ïîçèöèÿ Ôîðìàò Çîíà 45 Îáîçíà÷åíèå Ïðèìå÷àíèå 16 áàíäàæ íà ÿðìî 1 ìì 46 ÐÀÏÑ 240322.46 Êàðòîííàÿ ïðîêëàäêà ïîä 16 áàíäàæ íà ÿðìî 0,5 ìì 47 ÐÀÏÑ 240322.47 Ñåêëîâîëîêîííûé áàíäàæ 16 Èíâ.¹ ïîäë. Ïîäïèñü è äàòà Âçàì.èíâ.¹ Èíâ.¹ äóáë. Ïîäïèñü è äàòà íà ÿðìî Èçì. Ëèñò ¹ äîêóìåíòà Ïîäïèñü Äàòà ÐÀÏÑ 240322.00 Êîïèðîâàë Ëèñò 3 Ôîðìàò À4
