3.7 Выбор конструкции и расчет обмоток

Выбор конструкции обмотки производится с учетом: мощности трансформатора, отнесенной к одному стержню, выбранного металла обмотки – меди или алюминия, тока обмотки одного стержня, номинального напряжения обмотки и сечения витка по табл. 16.

Таблица 16. Обычные пределы применения различных типов обмоток масляных трансформаторов

Тип обмотки	Примене-ние на стороне		Материал обмоток	Пределы применения включительно				Число параллельных проводов
	главное	возможное		по мощ-ности трансфор-матора, кВ∙А	по току обмотки стержня, А	по напря-жению, кВ	по сече- нию вит- ка, мм2	от	до
Цилиндрическая одно- и двухслойная из провода прямоуголь-ного сечения	НН	ВН	Медь	До 630	От 15-18 до 800	До 6	От 5,04 до 250	1	4-8
			Алюминий	До 630	От 10-13 до 600-650	До 6	От 6,39 до 300
Цилиндрическая много-слойная из провода прямоугольного сече-ния	ВН	НН	Медь	От 630 до 80000	От 15-18 до 1000-1200	10 и 35	От 5,04 до 400	1	4-8
			Алюминий	До 16000-25000	От 10-13 до 1000-1200	10 и 35	От 6,30 до 500
Цилиндрическая много-слойная из провода круглого сечения	ВН	НН	Медь	До 630	От 0,5 до 80-100	До 35	От 1,094 до 42,44	1 1	2 1
			Алюминий	До 630	От 2-3 до 125-135	До 35	От 1,37 до 50,24
Непрерывная кату-шечная из провода прямоугольного сече-ния	ВН	НН	Медь	От 160 и выше	От 15-18 и выше	От 3 до 110-220	От 5,04 и выше	1	3-5
			Алюминий	От 100	От 10-13 и выше	От 3 до 110-220	От 6,39 и выше
Винтовая одно- и двухходовая	НН	–	Медь	От 160 и выше	От 300 и выше	До 35	От 75-100 и выше	4	Без огра-ничения
			Алюминий	От 100 и выше	От 150-200 и выше	До 35	От 75-100 и выше

Число витков обмотки на фазу

; .

Средняя плотность тока в обмотках ВН и НН (предварительно):

для медного провода, МА/мм²,

;

для алюминиевого провода

;

где – по табл. 17. Если не задано, то выбирается по табл. 18. Далее определяется сечение витка в мм²: , по сортаменту обмоточного провода (табл. 19, 20) подбираются сечение, число и размеры параллельных проводов для обмоток НН и ВН и определяется действительная плотность тока

,

где . Затем производится размещение каждой обмотки – рассчитываются числа их витков, число и расположение слоев в цилиндрических обмотках, число ходов в винтовых и катушек в непрерывных катушечных обмотках, числа и размеры охлаждающих каналов.

Для получения заданных параметров короткого замыкания осевые размеры (высоты) обеих обмоток должны быть равны ранее найденному значению l. Радиальные размеры обмоток a₁ и a₂ определяются по размерам сечения провода и числу слоев и междуслойной изоляции в цилиндрических обмотках; по числу параллельных проводов в одном ходу винтовых обмоток и числу витков в катушке непрерывных катушечных обмоток. Все эти размеры выражаются в метрах.

Затем определяются поверхности охлаждения обмоток с учетом закрытия части этих поверхностей различными изоляционными деталями. Массы металла, кг, каждой обмотки (для обмоток ВН отдельно для средней и высшей ступеней) определяются:

для медных обмоток ,

для алюминиевых обмоток ,

Таблица 17. Значения k для трехфазных масляных трансформаторов

Мощность трансфор-матора, кВ∙А	До 100	160-630	1000-6300	10000-16000	25000-63000	80000-100000
k	0,97	0,96-0,93	0,93-0,85	0,84-0,82	0,81-0,78	0,77-0,75

Примечание. Для сухих трансформаторов мощностью 10-160 кВ∙А принимать k = 0,99÷0,96, для трансформаторов мощностью 250-1600 кВ∙А k = 0,92÷0,86.

где с – число активных стержней; w – число витков (для ВН на соответствующей ступени); D_СР – средний диаметр витка, м.

Масса металла отводов, кг: для медного провода ; для алюминиевого провода , где м для соединения обмоток в звезду и м для соединения в треугольник . Здесь l – высота обмотки.

Таблица 18. Средняя плотность тока I, МА/м², для современных трансформаторов с потерями