6.2.2.Многослойные цилиндрические обмотки из круглого провода

Применяются в трансформаторах мощностью 25…630 кВА в качестве обмоток ВН на напряжения 3…35 кВ и в качестве обмоток НН на напряжения 3…10 кВ

Между соседними витками двух разных слоев возникает значительное напряжение, поэтому один слой от другого должен изолироваться, например, несколькими слоями кабельной бумаги. Для улучшения охлаждения внутренних слоев обмотки стараются увеличить общую поверхность охлаждения и уменьшить радиальный размер обмотки. Для этого делят обмотку на две катушки с осевым каналом между ними.

6.2.3.Винтовые обмотки

Винтовая одноходовая обмотка – такая обмотка, витки которой следуют друг за другом в осевом направлении по винтовой линии, а сечение каждого витка образовано сечением нескольких параллельных проводов прямоугольного сечения, расположенных в один ряд в радиальном направлении.

Витки обмотки обычно разделены радиальными каналами, которые могут быть сделаны и через два витка.

Двух – (и более) ходовые винтовые обмотки состоят из двух (или более) одноходовых обмоток, взаимно расположенных подобно ходам многоходовой резьбы.

Так как параллельные провода имеют различную длину, увеличивающуюся от центра к периферии, активные сопротивления их различны. Кроме того, при концентрическом расположении обмоток поле рассеивания направлено по оси стержня и в радиальном направлении оно различно, поэтому индуктивные сопротивления параллельных проводов также не равны. Это приводит к неравномерному распределению токов между параллельными проводами. Для устранения этого применяются транспозиции.

6.2.4.Катушечные обмотки

Эти обмотки состоят из ряда последовательно соединенных катушек, намотанных в виде плоских спиралей из одного или более проводов прямоугольного сечения и расположенных в осевом направлении с радиальными каналами между всеми или частью катушек. Катушечные обмотки бывают непрерывными. Когда они намотаны непрерывным проводом, и дисковыми, собранными из отдельных катушек. При переходе провода из катушки в катушку осуществляется транспозиция проводов.

Такие обмотки целесообразно использовать в качестве обмоток ВН, при этом витки, служащие для регулирования напряжения, составляют отдельные катушки.

Катушечные обмотки обладают большой механической прочностью.

Исходными данными для выбора обмоток являются:

Ток соответствующей обмотки ;

Мощность трансформатора ;

Номинальное напряжение .

Поперечное сечение витка обмотки:

где - средняя плотность тока в обмотках трансформатора.

Средняя плотность тока определяется, исходя из заданных потерь короткого замыкания . Для трансформаторов с обмотками из меди

Для трансформаторов с обмотками из алюминия:

где - коэффициент, учитывающий добавочные потери в обмотках; - напряжение витка; - средний диаметр канала между обмотками.

После этого выбирается тип конструкции обмоток. В зависимости от типа обмоток и рассчитанного сечения витка выбираются соответствующие проводники и рассчитываются размеры обмоток. Правильность расчетов проверяется по плотности теплового потока - отношению потерь в обмотке к ее охлаждаемой поверхности. Предельно допустимое значение составляет в трансформаторах с естественной циркуляцией масла 1200…1400 Вт/м², в крайних случаях – 1600 Вт/м², и может доходить до 2000…2200 Вт/м² искусственной циркуляции масла. Превышение этих значений увеличивает массу и стоимость системы охлаждения трансформаторов, увеличивает нагрев масла, ускоряя этим его старение.