Тепловой расчет катушечных обмоток (рис. 1.9, 1.13, 1.14, 1.15) ведется по формулам нормали [6], в которые входит радиальная ширина катушек, высота горизонтального охлаждающего канала между катушками, ширина внутреннего и наружного вертикальных каналов, средняя температура масла 40—75 °С, поверхностная плотность теплового потока (300—3000 Вт/м2). При разных высотах горизонтальных каналов, расчет выполняется для среднеарифметического их значений.
Обмотка считается наружной, если она расположена на внешнем стержне трансформатора и не имеет наружного изоляционного цилиндра, либо наружный вертикальный канал между обмоткой и цилиндром более 20 мм.
Движение масла у поверхности катушки носит «слоистый» характер (рис. 1.16). Тонкий пограничный слой, образованный на кромке вертикальной поверхности с наружной и внутренней стороны катушки, отрывается от катушки и в начале горизонтального канала разрушается; затем он образуется вновь у нижней кромки следующей выше катушки и далее перемещается вдоль ее вертикальной поверхности. И так тепловой процесс повторяется от катушки к катушке (рис 1.16). Учитывается увеличение толщины пограничного слоя по пути движения теплового потока.
Рис. 1.15. Катушечная обмотка: а — внутренняя обмотка, б — наружная обмотка; 1 — цилиндр, 2 — обмотка.
Рис. 1.16. Циркуляция масла у поверхности обмотки: а — циркуляция в радиальном направлении (в горизонтальных каналах), б - отрыв и разрушение пограничного слоя масла у поверхности обмотки.
Учитывается также влияние прокладок, закрывающих часть теплоотдающей поверхности и перепад температуры в изоляции провода.
Если обмотка состоит из катушек, отличающихся величиной прилегающих каналов, поверхностной плотностью теплового потока и толщиной витковой изоляции, то каждую из катушек следует рассчитывать как отдельную обмотку, состоящую из одинаковых катушек.
Превышение средней температуры обмотки над средней температурой масла в баке определяется как средневзвешенное от превышений температур отдельных катушек по массам катушек.
