Программа машинного расчета
2.8.1 Логическая схема
Расчет коэффициентов нагрузки применительно к данному трансформатору при заданном графике нагрузки с учетом изменения температуры охлаждающей среды, заданного ограничения температуры наиболее нагретой точки и износа производится методом итерации, при выполнении которого необходимо использование компьютера. Логическая схема такого метода итерации, включающая основные принципы, установленные настоящим стандартом, показана на рисунке 3.
Подобный метод итерации используется при выборе проектировщиком номинальных значений параметров для новых трансформаторов, если известны режимы нагрузки и температура охлаждающей среды.
Программа должна быть составлена таким образом, чтобы потребитель смог ввести исходные тепловые характеристики трансформатора, график нагрузки на заданный период, характер изменения температуры охлаждающей среды на этот период, а также необходимые, по его мнению, специальные ограничения температуры и износа.
Максимальную температуру наиболее нагретой точки и относительный износ рассчитывают для заданного графика нагрузки. Если максимальная температура не превышена и износ ниже принятого предельного значения, расчет повторяют при увеличенном значении множителя F,применяемого к каждой отдельной нагрузке К1 К2,..., Кn через постоянные интервалы времени t1, t2..., tn. Множитель F повышают ступенями на 1 % для каждой итерации до тех пор, пока не будет достигнут один из пределов. Если при начальном расчете относительный износ больше принятого значения, расчет повторяют, используя уменьшенное до 2 % значение F.
Увеличение на множитель нагрузки и допуски на предельную температуру могут быть выбраны по-разному, в зависимости от типа трансформатора и параметров нагрузки. Составителю программы следует учитывать, что при температуре наиболее нагретой точки в пределах от 100 до 140 °С с увеличением коэффициента нагрузки на 2 % максимальная температура наиболее нагретой точки увеличивается более чем на 2 °С, а относительный износ приблизительно на 25 %.
| Начало | |||
| ВВОД ДАННЫХ Характеристики трансформатора Вид охлаждения: ONAN, ONAF, OF или OD Dqor - превышение температуры масла в верхних слоях при номинальном токе для видов охлаждения ONAN и ONAF; Dqbr - превышение температуры масла в нижних слоях при номинальном токе для видов охлаждения OF и OD; Dqimr – превышение средней температуры масла при номинальном токе; Hgr – разность температур наиболее нагретой точки и масла на выходе при номинальном токе; х – показатель степени при расчете температуры масла; y – показатель степени при расчете температуры обмотки; R – отношение нагрузочных потерь к потерям холостого хода; t0 – тепловая постоянная времени масла, ч; qhr – номинальная температура наиболее нагретой точки при скорости износа, равной единице (98 °С, 110 °С или другое соответствующее базовое значение (см. 2.6.1) Цикл нагрузки Продолжительность цикла, количество интервалов в цикле, значение нагрузки в относительных единицах для каждого интервала; Температура охлаждающей среды Эквивалентная температура охлаждающей среды и суточная температура (qE, qM) или температура охлаждающей среды для каждого интервала цикла нагрузки или характеристики для расчета по методу двойной синусоиды (qay, А, В, Вт, ДХ, ТХ) Ограничения qhмакс - максимально допустимая температура наиболее нагретой точки; qомакс - максимально допустимая температура масла в верхних слоях; Lмакс - максимально допустимый относительный износ; F - уточнить, имеет ли множитель нагрузки установленное значение F = 1. | |||
Рисунок 3 - Логическая схема программы машинного расчета коэффициента допустимой 
нагрузки
Продолжение рисунка 3
Окончание рисунка 3
Следует принимать такие допуски, чтобы избежать колебания результатов, обеспечивая при этом достаточную точность. При проверке программы с примерами, приведенными в таблицах 4 и 5, желательно получить более высокую точность, уменьшая эти допуски.
При расчете может быть использован не только метод итерации, но и другие альтернативные методы, если они дают аналогичные результаты.
2.8.2 Примеры расчета
Для того, чтобы показать диапазон значений входных и выходных данных и дать возможность потребителю проверить свою программу, в таблицах 4 и 5 приведены примеры расчета.
В первом примере (таблица 4) приведен простой расчет нагрузки за одни сутки с постоянной температурой охлаждающей среды и простым графиком нагрузки.
Второй пример (таблица 5) является расчетом нагрузки за целый год с тремя различными графиками нагрузки в течение года и температурой охлаждающей среды, представленной двойной синусоидальной функцией.
Таблица 4 - Данные для расчета нагрузки за одни сутки при постоянной эквивалентной температуре охлаждающей среды
*** Ввод (1) *** Номинальные характеристики и данные трансформатора
категория трансформатора: распределительный;
вид охлаждения: ONAN
| Dqor | - превышение температуры масла в верхних слоях, °С | 55,00 |
| Dqimr | - превышение средней температуры масла, °С | 44,00 |
| Hqr | - разность температур наиболее нагретой точки и масла в верхних слоях, °С | 23,00 |
| х | - показатель степени при расчете температуры масла | 0,80 |
| у | - показатель степени при расчете температуры обмотки | 1,60 |
| R | - отношение нагрузочных потерь к потерям холостого хода | 5,00 |
| t0 | - тепловая постоянная времени масла, ч | 3,00 |
| qhr | - температура наиболее нагретой точки нормального износа, °С | 98,00 |
*** Ввод (2) *** Заданный график нагрузки
| Начало | Конец | Продолжительность, ч | Нагрузка, отн. ед. | |
| 0:00 | 12:00 | 12,00 | 0,70 | |
| 12:00 | 14:00 | 2,00 | 1,340 | |
| 14:00 | 24:00 | 10,00 | 0,700 |
*** Ввод (3) *** Данные температуры охлаждающей среды
| qE | - эквивалентная температура охлаждающей среды, °С | 30,00 |
| qамакс | - максимальная суточная температура, °С | 40,00 |
*** Ввод (4) *** Ограничения по температуре и нагрузке
| qомакс | - предельная температура масла в верхних слоях, °С | 115,00 |
| qhмакс | - предельная температура наиболее нагретой точки, °С | 140,00 |
| Lмакс | - предельный относительный износ | 1,00 |
| F | - множитель кривой нагрузки (постоянная или изменяющаяся величина) | ПОСТОЯННАЯ |
*** Вывод ***
| Температура масла в верхних слоях, макс, °С | Температура наиболее нагретой точки, макс,°С | Относительный износ за сутки, отн. ед. |
| 98,35 | 135,08 | 0,935 |
| Температура масла в верхних слоях, °С | Температура наиболее нагретой точки, °С | |
| 75,34 | 88,34 | |
| 98,35 | 135,08 | |
| 76,15 | 89,15 |
Таблица 5 - Данные для расчета нагрузки на полный год при температуре охлаждающей среды, определяемой методом двух синусоид, и по трем различным графикам нагрузки
*** Ввод (1) *** Номинальные характеристики и данные трансформатора
категория трансформатора: распределительный;
вид охлаждения: ONAN
| Dqor | - превышение температуры масла в верхних слоях, °С | 55,00 |
| Dqimr | - превышение средней температуры масла, °С | 44,00 |
| Hqr | - разность температур наиболее нагретой точки и масла в верхних слоях, °С | 23,00 |
| х | - показатель степени при расчете температуры масла | 0,80 |
| у | - показатель степени при расчете температуры обмотки | 1,60 |
| R | - отношение нагрузочных потерь к потерям холостого хода | 5,00 |
| t0 | - тепловая постоянная времени масла, ч | 3,00 |
| qhr | - температура наиболее нагретой точки нормального износа, °С | 98,00 |
*** Ввод (2) *** Заданный график нагрузки
| Период 1 | 1/1 | 17/4* | ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ (в сутках): | |
| Начало | Конец | Продолжительность, ч | Нагрузка, отн. ед. | |
| 0:00 | 8:00 | 8,00 | 0,700 | |
| 8:00 | 11:00 | 3,00 | 1,000 | |
| 11:00 | 14:00 | 3,00 | 0,800 | |
| 14:00 | 16:00 | 2,00 | 1,360 | |
| 16:00 | 19:30 | 3,50 | 0,850 | |
| 19:30 | 24:00 | 4,50 | 0,700 | |
| Период 2 | 18/4 | 17/10 | ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ (в сутках): | |
| Начало | Конец | Продолжительность, ч | Нагрузка, отн. ед. | |
| 0:00 | 10:00 | 10,00 | 0,700 | |
| 10:00 | 13:00 | 3,00 | 1,000 | |
| 13:00 | 15:00 | 2,00 | 1,360 | |
| 15:00 | 20:00 | 5,00 | 0,900 | |
| 20:00 | 24:00 | 4,00 | 0,700 | |
| Период 3 | 18/10 | 31/12 | ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ (в сутках): | |
| Начало | Конец | Продолжительность, ч | Нагрузка, отн. ед. | |
| 0:00 | 8:00 | 8,00 | 0,700 | |
| 8:00 | 11:00 | 3,00 | 1,000 | |
| 11:00 | 14:00 | 3,00 | 0,800 | |
| 14:00 | 16:00 | 2,00 | 1,360 | |
| 16:00 | 19:30 | 3,50 | 0,850 | |
| 19:30 | 24:00 | 4,50 | 0,700 |
17/4* - 17 апреля
*** Ввод (3) *** Данные температуры охлаждающей среды
| qau | - среднегодовая температура охлаждающей среды, °С | 11,47 |
| А | - амплитуда годового изменения, °С | 8,05 |
| В | - амплитуда суточного изменения при расчете износа, °С | 5,10 |
| Вm | - амплитуда суточного изменения при расчете максимальной температуры, °С | 11,15 |
| DX | - самый жаркий день в году | |
| ТХ | - самое жаркое время дня | 14:00 |
*** Ввод (4) *** Ограничения температуры и нагрузки
| qомакс | - предельная температура масла в верхних слоях, °С | 115,00 |
| qhмакс | - предельная температура наиболее нагретой точки, °С | 140,00 |
| Lмакс | - предельный относительный износ, отн. Ед. | 1,00 |
| F | - множитель кривой нагрузки (постоянная или изменяющаяся величина) | ПОСТОЯННАЯ |
*** Вывод ***
| Период | Начало | Конец | Температура масла в верхних слоях, макс, °С | Температура наиболее нагретой точки, макс, °С | Относительный износ, отн. ед. |
| 1/1 | 17/4 | 84,77 | 122,39 | 0,237 | |
| 18/4 | 17/10 | 96,20 | 133,82 | 1,160 | |
| 18/10 | 31/12 | 84,84 | 122,46 | 0,266 |
Относительный износ за год L = 0,706 отн. ед.
| Период 1 | Температура масла в верхних слоях, °С | Температура наиболее нагретой точки, °С |
| 46,89 | 59,89 | |
| 67,28 | 90,28 | |
| 66,52 | 82,61 | |
| 84,77 | 122,39 | |
| 63,29 | 81,03 | |
| 40,12 | 53,12 |
Относительный износ за период L (1) = 0,237 отн. ед.
| Период 2 | Температура масла в верхних слоях, °С | Температура наиболее нагретой точки, °С |
| 60,72 | 73,72 | |
| 78,40 | 101,40 | |
| 96,20 | 133,82 | |
| 70,78 | 90,21 | |
| 49,13 | 62,13 |
Относительный износ за период L (2) = 1,160 отн. ед.
| Период 3 | Температура масла в верхних слоях, °С | Температура наиболее нагретой точки, °С |
| 46,96 | 59,96 | |
| 67,34 | 90,34 | |
| 66,59 | 82,68 | |
| 84,84 | 122,46 | |
| 63,36 | 81,10 | |
| 40,19 | 53,19 |
Относительный износ за период L (3) = 0,266 отн. ед,