Проектирование трехфазного двухобмоточного масляного трансформатора

мости от тока нагрузки виток может быть выполнен одним проводом круглого сечения, либо проводом прямоугольного сечения, либо группой параллельных проводов круглого или чаще прямоугольного сечения. Ряд витков, намотанных на цилиндрической поверхности, называется слоем.

       Отдельные витки обмотки группируются в катушки. Катушка – это группа последовательно соединённых  витков обмотки, конструктивно объеди-

ненных, и отделённая от других таких же групп или других обмоток трансфор-

матора.

         3.2 Ориентировочное сечение витка 

        = 462.435 мм² 

       Обмотка трансформатора должна отвечать требованиям  эксплуатации и в то же время быть простой и дешёвой в производстве. В процессе расчёта об-

мотки после выбора её типа следует добиваться наибольшей компактности в ее размещении, распределении витков и катушек, чтобы получить наилучшее за-

полнение окна трансформатора. Потери энергии, выделяющиеся в обмотках  в виде тепла, должны быть полностью отведены в среду, охлаждающую транс-

форматор.

       3.3 Выбор обмотки

       По  табл.4.3 выбираем цилиндрическую обмотку из прямоугольного про-вода.

       3.4 Число витков на одну фазу 

        = 33 

       Функция ceil округляет значение до большего целого.            

       3.5 Уточняем ЭДС одного витка 

        = 12.072 В 

       3.6 Уточняем индукцию в стержне 

        = 1.615 Тл 

       3.7 Расчёт цилиндрической обмотки из прямоугольного провода

       3.7.1 Число слоёв обмотки

             n_сл1 = 6 

       3.7.2 Число витков в одном слое 

        = 6 

       Функция ceil округляет значение до большего целого.            

       3.7.3 Ориентировочный осевой размер витка 

        = 94.101 мм 

       Ориентировочное сечение провода, рассчитанное ранее, равно: 

       П′_В1 = 462.435 мм² 

       3.7.4 По значениям h_В1 и П’_В1 по сортаменту обмоточного провода для трансформаторов подбираем подходящие провода и способ намотки

       В многослойной цилиндрической обмотке  из прямоугольного провода возникают  добавочные потери, вызываемые вихревыми  токами. В обмотках этого типа стараются  выбрать число слоёв обмотки и радиальный размер про-

вода так, чтобы добавочные потери не превысили 5 % основных потерь обмот-ки. Иногда, сравнительно редко, допускают добавочные потери до 10 % .

       При расчёте обмоток существенное значение имеет правильный выбор размеров проводов. 

       а = 5 мм                                    b = 15 мм 

       Число параллельных проводов:

         n_пр1 = 6  

       Сечение одного провода:

                        

       П′′₁ = 74.1 мм² 

       Толщина изоляции на две стороны:

        

       δ₁ = 0.45 мм 

       Осевой  размер провода:

              

       b′ = b+ δ₁ = 15+0.45 = 15.45 мм 

       Осевой  размер витка: 

                              

       h_B1 = n_пр1 · b′ = 6 · 15.45 = 92.7 мм 

       Полное  сечение витка из n_пр1 параллельных проводов:  

       П₁ = n_лр1 · П′′₁ = 6 · 74.1 = 444.6 мм² 

       3.7.5 Уточняем плотность тока 

        = 1.882 А/мм² 

       3.7.6 Осевой размер обмотки l₁

       Длина обмотки найденная выше L₁ = 658.9 мм 

       l₁ = h_B1 · (w_сл1+1) = 92.7 · (6+1) + 10 = 658.9 мм 

       3.7.7 Радиальный размер обмотки 

       Радиальный  размер витка:

                    

       а_В1 = а+ δ₁ =  5+0.45 = 5.45 мм   

       Суммарное рабочее напряжение двух слоёв: 

        = 144.862 В

                 

       По  рабочему напряжению двух слоёв по таблице 4.6 выбираем число слоёв и толщину d_МСЛ кабельной бумаги: 

        = 2 · 0.12 = 0.24 мм 

       Радиальный  размер канала а₁₁, выбираем по таблице 4.7: 

        = 6 мм 

       Радиальный  размер обмотки: 

        = 39.9 мм 

       3.8 Внутренний диаметр обмотки 

        =250 мм 

       3.9 Наружный диаметр обмотки 

        = 329.8 мм 

       3.10 Средний диаметр обмотки 

        = 289.9 мм 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       4 РАСЧЁТ ОБМОТКИ ВЫСШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ (ВН) 

       При выборе типа обмотки ВН следует учитывать необходимость выпол-

нения в обмотке ответвлений для регулирования напряжения. В ГОСТ6110-82 предусмотрены два вида регулирования напряжения силового трансформатора:

       а) переключением ответвлений обмотки без возбуждения (ПБВ) после отключения всех обмоток трансформатора от сети;

       б) без перерыва нагрузки (РПН) и без  отключения обмоток трансформа-

тора от сети.

       Регулировочные  ответвления на обмотках ВН служат обычно для под-

держания напряжения у потребителей электрической энергии на одном уровне при колебаниях нагрузки.

       4.1 Число витков при номинальном напряжении  

        = 829

                   

       4.2 Напряжение на одной ступени регулирования 

        = 500 В 

       4.3 Число витков на одной ступени регулирования напряжения 

        = 42

                 

где     dU – напряжение на одной ступени регулирования напряжения обмотки или разность напряжений двух соседних ответвлений, В;

          u_B – напряжение одного витка обмотки, В.

       4.4 Число витков обмотки на ответвлениях

       верхняя ступень:

         w₂ = w_н2+ w_p = 829+42 = 871

                  

       при номинальном напряжении:

                                                      

       w_н2 = 829 

       нижняя  ступень:

                                                                       

       w_н2- w_p = 829 – 42 = 787  

       4.5 Плотность тока в обмотке ВН 

       J_cp = 1.809 

       J′₂ = 2 · J_cp -  J₁ = 2 · 1.809 – 1.882 = 1.737 А/мм²

                   

       4.6 Сечение витка обмотки ВН 

       I_ф2 = 33.333 А

                 

        = 19.192 мм² 

4.7 Расчёт многослойной цилиндрической обмотки из круглого

      провода

      По таблице 4.3 выбираем цилиндрическую многослойную обмотку из круглого провода .

       4.7.1 Выбор провода

       По  значению по сортаменту обмоточного провода для трансформа-

торов (таблица 4.5) подбираем провод:

       АПБ 1 3.75/4.15

                                           

       а_ВН = 5 мм

                                      

       b_BH = 15 мм 

       Число параллельных проводов:

                                      

       n_пр2 = 1 

       Сечение одного провода:

                                                         

       П₂′′ = 19.635 мм² 

       Толщина изоляции на две стороны:

                       

       δ₂ = 0.40 мм 

       Осевой  размер провода:

                                          

       b_BH′ = b_BH+ δ₂ = 15+0.45 = 15.45 мм 

       Радиальный  размер провода:

                                 

       a′_BH = 5+ δ₂ = 5+0.45 = 5.45 мм 

       Осевой  размер витка:

                                             

       h_B2 = n_пр2 · b_BH′ = 1 · 15.45 = 15.45 мм 

       Полное  сечение витка из n_B2 параллельных проводов: 

       П₂ = n_пр2 · П₂′′ = 1 · 19.635 =19.635 мм² 

       4.7.2 Уточняем плотность тока  

       J₂ = = 1.698 А/мм²