Расчет трансформатора

      Высота  обмотки:

                

                , м. 

      Определим  изоляционные  расстояния  и  конструкцию  главной  изоляции  обмоток  из  справочного  материала.

      а)  для  обмотки  НН:

• расстояние  от  обмотки  НН  до  ярма:  l₀₁=30, мм;
• толщина  перегородки  между  стержнем  и  обмоткой  НН:  d₀₁ -  картон 2´0,5, мм;
• расстояние  между  стержнем  и  обмоткой  НН:  а₀₁=5,  мм;

      б)  для  обмотки  ВН:

• расстояние  от  обмотки  ВН  до  ярма:  l₀₂=30, мм;
• расстояние  между  обмотками  НН  и  ВН:  а₁₂=9,  мм;
• толщина  перегородки  между  обмотками  НН  и  ВН:  d₁₂ =3,  мм;
• выступ  цилиндра:  l_Ц2=15, мм;
• расстояние  между  обмотками  ВН  соседних  фаз:  а₂₂=10,  мм.

 

   Рассчитаем   продольную  изоляцию  обмоток .

Выберем  изоляцию  витков:

      Обмотка  НН выполняется  из  прямоугольного  провода  марки  АПБ  с  толщиной  изоляции  на  две  стороны  0,45,  мм. 

      Обмотка  ВН  выполняется  из  круглого  провода  марки  АПБ  с  толщиной  изоляции  на  две  стороны  0,3,  мм.

   Определим  междуслойную  изоляцию  обмоток.

      В  обмотке  НН  достаточная  междуслойная  изоляция  обеспечивается  двумя  слоями  картона  по  0,5,  мм.  

      В  обмотке  ВН  междуслойная  изоляция  обеспечивается  тремя  слоями  кабельной  бумаги  по  0,12,  мм.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   3  РАСЧЁТ  ОБМОТОК НН  И ВН 

   Выбор  конструкции  обмотки  производится  с  учётом:  мощности  трансформатора,  отнесённой  к  одному  стержню,  выбранного  металла  обмотки – меди  или  алюминия,  тока  обмотки  одного  стержня,  номинального  напряжения обмотки и сечения витка из  справочного материала:

   Рассчитаем  число  витков  обмотки  на  фазу:

   Для  НН: 

          ; 

           ,  В. 

   Средняя  плотность  тока  в  обмотке  ( предварительно ): 

           , МА/м² 

      Определим  сечение  витка  в  мм²: 

             ,  мм². 

      Возьмём   провод  сечением  П_В’ = 46,8, мм².

      Размеры  такого  провода:  а´b = 4,5 ´ 10,6,  мм. 

      Определим  действительную  плотность  тока:                            

                      

            ,  МА/м². 

      Обмотка  НН  выполняется  из  двух  слоёв. 

      Для  обеспечения  крепления  крайних  витков  слоя  и  учёта  отклонений  изоляции  провода  расчётная  сумма  высот  проводов  в  слое  выдерживается  на  5 – 15,  мм  менее  высоты  обмотки.  Выдержим  13,  мм.

1  слой   -   85  витков = 85 и 1  слой  -    64  витка = 64, всего  149  витков            Найдём  радиальный  размер  обмотки  а₁.

Радиальный  размер  обмотки  определяется  по  размерам  сечения  провода,  чис-                        лу  слоёв  и  междуслойной  изоляции.  а₁=0,0231,  м.

  Определим  массу  металла  обмотки  НН:                            

      G = 8,47×10³×с×D_СР×v×П_В, 

где  с – число  активных  стержней:  с = 3;

       v -  число витков:   v = 149;

D_СР – средний диаметр витка,  определяющийся  по  диаметру  стержня,  изоляционным  расстоянием между стержнем  и обмоткой,  размерам  сечения  провода  и  междуслойной изоляции:  D_СР =0,17,  м. 

           G = 8,47×10³×3×0,17×149×46,8×10^-6 = 30,7,  кг 

      Масса  металла  отводов,  кг: 

         G_ОТВ = 2,7×14×l×П_В×10³ = 2,7×14×0,434×46,8×10^-6×10³ = 0,77,  кг.

   Для  ВН: 

       ; 

     ,  В. 

   Средняя  плотность  тока  в  обмотке  ( предварительно ): 

        , МА/м² 

      Определим  сечение  витка  в  мм²: 

          ,  мм². 

      По  сортаменту  обмоточного  провода  подбираются  сечение,  число  и  размеры  параллельных  проводов  для  обмотки:

      Возьмём  провод  сечением  П_В’ = 5,515, мм².

      Размеры  такого  провода:  d = 2,65,  мм.

      Определим  действительную  плотность  тока:                            

                      

          ,  МА/м²; 

      Для  обеспечения  крепления  крайних  витков  слоя  и  учёта  отклонений  изоляции  провода  расчётная  сумма  высот  проводов  в  слое  выдерживается  на  5 – 15,  мм  менее  высоты  обмотки.  Выдержим  14,  мм.

8  слоёв   по   142  витка = 1136 и 1  слой     -      106  витков = 106, всего  1242  витка             

   Найдём  радиальный  размер  обмотки  а₂.

   Радиальный  размер  обмотки  определяется  по  размерам  сечения  провода,  числу  слоёв  и  междуслойной  изоляции.  а₂=0,0267,  м.

   Определим  массу  металла  обмотки  ВН: 

                                G = 8,47×10³×с×D_СР×v×П_В, 

где  с – число  активных  стержней:  с = 3;

       v -  число витков:   v = 1242;

D_СР – средний диаметр витка,  определяющийся  по  диаметру  стержня, изоляционным  расстояниям между стержнем  и обмотками,  размерам  сечения провода  и  междуслойной  изоляции:  D_СР =0,241,  м. 

           G = 8,47×10³×3×0,241×1242×5,515×10^-6 = 42,  кг. 

      Масса  металла  отводов,  кг: 

         G_ОТВ = 2,7×7,5×l×П_В×10³ = 2,7×7,5×0,434×5,515×10^-6×10³ = 0,048,  кг. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  4  ОПРЕДЕЛЕНИЕ   ПАРАМЕТРОВ  КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 

      Потери  короткого  замыкания  Р_К  состоят из:  1)  основных  потерь  в обмотках  НН  и ВН   Р_ОСН1  и Р_ОСН2;  2)  добавочных  потерь  в обмотках,  вызванных  полем  рассеяния,  Р_Д1 = (k_Д1 – 1)×Р_ОСН1  и Р_Д2 = (k_Д2 – 1)×Р_ОСН2;  3)  основных  потерь  в  отводах  между  обмотками  и  вводами  Р_ОТВ1  и   Р_ОТВ2;  4)  потерь  в стенках бака  и других  металлических конструкциях,  вызванных полем  рассеяния  обмоток  и  отводов,  Р_Б. 

      Для  обмотки  НН: 

      Потери  обмотках:

      Р_ОСН1=12,75×10^-12×J²×G_М = 12,75×10^-12×(1,65×10⁶)²×30,7 =1065,  Вт. 

      K_Д1 = 1+0,037×10⁸×b²×а⁴×n², 

где  b = ;

       а – толщина  провода:  а  = 10,6×10^-3,  м;

       n – число полных  слоёв:  n = 1,75.

       l -  высота  обмотки;  

      K_Д1 = 1+0,037×10⁸×0,837²×(10,6×10^-3)⁴×1,75²=1,078. 

      Потери  в  отводах ,  Вт: 

      Р_ОТВ1=12,75×10^-12×J²×G_ОТВ = 12,75×10^-12×(1,65×10⁶)²×0,77 =26,7,  Вт. 

      Потери  в  баке  и  металлических  конструкциях,  Вт: 

      Р_Б » 10×k×Sн, 

где –  k – коэффициент,  выбираемый  из  справочника:  k=0,015;

          

        Р_Б » 10×0,015×160 = 24,  Вт.