Уточненные модели и методы теплового расчета являются основой для создания многоуровневой системы теплового анализа в САПР трансформаторов, которая была использована в тепловом расчете распределительных трансформаторов типа ТСЛ и ТМГ 2-го и 3-го габаритов мощности, выпускаемых ООО «Трансформер». Рабочее название системы – SHAPT (System Heat transfer Analysis of Power Transformers).
Структура SHAPT базируется на трех расчетных уровнях:
Параграф
1. Первый уровень – расчет на основе моделей по инженерным методикам. Проводится для определения предварительной температуры масла в системе охлаждения для ускоренного оптимизационного расчета.
2. Второй уровень – тепловой расчет на основе разработанных уточненных тепловых моделей на основе разветвленных электрических схем замещения. Является ядром теплового расчета для использования в системах оптимизации.
3. Третий уровень – тепловой расчет полевой 3D-модели активной части трансформатора. На третьем уровне осуществляется виртуальный эксперимент, призванный заменить тепловые испытания опытного образца. Проводится в случае разработки новых серий трансформаторов в целях снижения затрат на изготовление опытных образцов.
Структура SHAPT и взаимосвязь с другими подсистемами САПР сухих и масляных трансформаторов представлены на рис. 1 и 2.
В результате поверочного расчета определяются геометрические размеры активной части и бака трансформатора и соответствующие потери. На первом уровне SHAPT на основе инженерных методик проводится предварительный расчет превышений температур обмоток над температурой масла.
Так как температура масла заранее неизвестна, то проектировщику следует определить ее предварительное значение как результат расчета системы охлаждения по инженерным методикам.
Рассчитанные превышения температур обмоток передаются в подсистему расчета системы охлаждения (ПРСО) (стрелка 1 на рис. 1).
В ПРСО производится уточненный расчет температуры масла, которая передается в блок 1 уровня SHAPT, где снова проводится расчет превышения температуры обмоток над температурой масла, уже с использованием расчетных значений температуры масла (стрелка 2 на рис. 1). Цикл 1-2-1 повторяется до тех пор, пока разница между заданным значением температуры масла и рассчитанным не достигнет 0,5 °С.