Расчет трехфазного силового масляного двухобмоточного трансформатора

 

3.2 Витковая изоляция

     Изоляцией между витками  обычно служит собственная  изоляция обмоточного провода. Выбор толщины изоляции провода для различных значений U_исп может быть сделан по справочнику. В этой таблице дана изоляция провода (витковая) для большей части катушек с нормальной изоляцией. Дополнительная изоляция между витками применяется обычно только на входных катушках. 

3.3 Междуслойная изоляция

         Выбор междуслойной изоляции зависит от принятой конструкции обмотки. В двухслойной цилиндрической обмотке из прямоугольног 'провода при суммарном рабочем напряжении двух слоев не более 1 кВ достаточной междуслойной изоляцией служит масляный канал шириной не менее 4 мм или прокладка из одного или двух сяоев электроизоляционного картона толщиной по 0,5 мм каждый. При рабочем напряжении более 1 кВ и до 6кВ-масляный канал 6-8 мм или два слоя картона по 1 мм.

   Для образования в  обмотках, между обмотками  и изоляционными  цилиндрами осевых каналов чаще всего применяются рейки, склеенные из полос электроизоляционного картона или изготовленные из дерева твердой породы, например белого или красного бука. При намотке рейки укладываются по образующим цилиндра и плотно прижимаются проводами к цилиндру или ранее намотанной катушке. Толщина рейки при этом определяет ширину -радиальный размер осевого канала.

   Число реек по окружности для трансформаторов  до 630 кВ-А выбирают обычно исходя из условий удобства намотки, для более мощных трансформаторов - из условий механической прочности. Число реек ориентировочно принимается равным для трансформаторов мощностью до 100 кВ-А -6;100-560кВ-А-8;750-1350кВ-А-8-10; 1800-5600 кВ-А-10, 12.

   Для трансформаторов  мощностью 7500 кВ-А  и выше число реек выбирается таким, чтобы ра стояние между их осями по среднему диаметру внешней обмотки было 15 - 18 см.

3.4 Между катушечная изоляция

Изоляцией между  катушками в винтовых и непрерывных  спиральных обмотках могут служить  угловые шайбы (рис. 3.2, а), простые  шайбы (рие.З.2, в) или радиальные масляные каналы (рис. 3.2, б и в).

Рисунок 3.2 – Варианты конструкции  междукатушечной  изоляции. 

    Для образования радиальных масляных каналов  применяют междукатушечные прокладки из электроизоляционного картона. Ширина прокладок обычно выбирается в пределах 4-6 см. Длина прокладки определяется радиальной шириной обмотки. Прокладка высотой h_k, набирается из нескольких слоев электрокартона толщиной 0,5 - 3 мм. Ввиду того, что стандартные толщины листов электроизоляционного картона кратна 0,5 мм, расчетная толщина прокладок (и размеры каналов) должна быть также 0,5 мм. Число прокладок по окружности равно числу реек.

    Если  регулировочные витки  обмотки ВН располагаются  по ее середине (рис.3.3), то в месте разрыва  обмотки напряжение между двумя половинами обмотки ВН значительно больше напряжения между двумя соседними последовательными катушками. Поэтому в месте разрыва обмотки высота радиального канала h_kp должна быть увеличена. Допустимые размеры h_kp в зависимости от напряжения обмотки ВН и от схемы регулирования следующие:

 

Рисунок 3.3 – Схемы регулирования  напряжения 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Выбор и расчет обмоток

4.1 Выбор конструкции обмотки

1.Предварительное  значение средней плотности тока, А/мм²

,

2. Предварительное сечение витка,мм² :

а) обмотки НН

,

б) обмотки ВН

,

По таблице 13(Расчет конструирование трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год, с19) производим выбор обмотки ВН и НН. 

4.2   Расчет обмоток  ВН и НН 

Обмотку для ВН и НН выбираем  многослойную цилиндрическую из круглого провода.

Число слоёв  обмотки принимаем равное двум.

Рис.4 Многослойная целиндрическая обмотка из круглого провода 

1) По предварительному сечению П₁ из сортамента круглого обмоточного провода для трансформаторов (таб.16, с 29 Расчет конструирование трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год). 

d₁ = 1 мм – диаметр провода без изоляции,

d

= ,

где - толщина изоляции на две стороны, мм (таб.16, с 29 Расчет конструирование трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год). 

d

= мм

Размеры выбранного провода:

АПБ  = 2

2) Полное сечение  витка, мм²,

,

где - число параллельных выходов, = 2,

       - сечение одного провода,   = 0,785 мм² (таб.16, с 29 Расчет конструирование трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год).

 мм²

3) Уточняем плотность  тока обмотки:

 А/мм²

4) Число витков  в слое:

5) Число слоев в обмотке:

6) Рабочее напряжение  между первыми витками двух  соседних слоёв, В

По полученному  значению напряжения двух слоёв обмоток  определяем:

(таб.8, рис.15, Расчет  конструирование трансформаторов  под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год). 

a) Толщина междуслойной изоляции

б) Выступ изоляции за высоту обмотки (на сторону) = 1 см. 

7) По испытательному  напряжению  U_исп обмотки ВН и мощности трансформатора S из таб. 6 ( Расчет конструирование трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год) определяем: 

а) размеры канала между обмотками ВН и НН а₁₂ = 1,2 см;

б) толщину цилиндра между обмотками  ₁₂  = 0,3 см;

в) величину выступа  цилиндра за высоту обмотки l_ц2 = 1,6 см;

г) минимальное  расстояние между обмотками ВН соседних

стержней  а₂₂ = 1,4 см;

д) толщину междуфазной  перегородки  ₂₂ = 0,2 см;

е) расстояние обмотки  ВН от ярма l₀₂ = 5 см. 

8) Радиальный размер обмотки, для одной катушки, без масляного

канала  см:

 см

9) Внутренний диаметр обмотки, см,

 см

10) Наружный  диаметр обмотки, см

 см

11) Поверхность охлаждения  обмотки, м²:

 
 
 

  
 
 
 
 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Расчет параметров короткого замыкания

5.1 Определение потерь короткого замыкания

5.1.1 Электрические  потери в обмотках 

1) Масса алюминия  обмотки НН, кг,

2) Масса алюминия  в обмотке ВН равна массе  алюминия в обмотке НН,

 кг

3) Общая масса  алюминия обмоток:

кг

4) Коэффициент  добавочных потерь k_д:

 

где

,

где

,

,

5) Электрические потери в обмотке НН с учётом добавочных потерь, Вт,

6) Электрические  потери в обмотке ВН равны  потерям в обмотке НН,

 Вт

7) Потери в  обмотке НН, отнесённые к единице  охлаждаемой поверхности, Вт/м² ,

8) Потери в обмотке ВН, равны потерям в обмотке НН, отнесённые к единице охлаждаемой поверхности, g = 1,15 Вт/м² . 

5.1.2 Электрические  потери в отводах 

1) Общая длина  отводов для соединения по  рис 20, Г (стр.39 Расчет конструирование  трансформаторов под ред.Н.С. Сиунова, Свердловск 1979 год).

cм 

2) Масса алюминия  отводов НН, кг,

3)  Масса алюминия  отводов ВН равна массе алюминия  отводов НН, кг

4) Потери в  обмотках ВН и НН, Вт:

 

Полные потери короткого замыкания:

 Вт 

5.2 Напряжение  короткого замыкания  u_к