2.2 Конструкция обмоток
Конструкции обмоток выбираются с учетом следующих основных параметров:
ток нагрузки одного стержня (фазный ток) Iф;
номинальная мощность трансформатора Sн;
номинальное напряжение трансформатора Uн;
поперечное сечение витка обмотки Пв.
Выбираем в качестве материала обмоток медь.
Ориентировочно сечение витка на начальной стадии проектирования определим как
(2)
где Jср – средняя плотность тока в обмотке, А/мм2, которая выбирается из таблицы 2.4 /3, с. 15/:
Jср = 2,0 А/мм2.
Подставляя численные значения в выражение (2), определим сечения витков:
обмотка НН
обмотка ВН
Далее по таблице 2.5 /3, с. 17/, выберем типы конструкций обмоток НН и ВН. Результаты выбора представлены в таблице 4.
Таблица 4 –Конструкции обмоток
Тип обмотки |
Применение на стороне |
Материал обмоток |
Мощ ность трансформатора, кВА |
Ток на стержень, А |
Напряжение, кВ |
Сечение витка, мм2 |
Число паралле льных проводов |
Схема регулирования напряже ния |
Цилиндрическая одно- и двуслойная из прямоугольного провода |
НН |
Алюминий |
250 |
208,3 |
0,69 |
104,15 |
1 |
- |
Цилиндрическая многослойная из круглого провода |
ВН |
8,35 |
10 |
4,18 |
1 |
рис. 4.2, а, б |
2.3 Главная изоляция трансформатора
Для определения величин изоляционных промежутков между обмотками НН и ВН, а также между другими токоведущими и заземленными деталями трансформатора существенное значение имеют уровни испытательных напряжений, при которых проверяется электрическая прочность изоляции трансформатора. Испытательные напряжения определим для каждой обмотки по ее классу напряжения при помощи таблицы 2.6 /3, с. 45/. Значения испытательных напряжений представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Испытательные напряжения
Обмотка НН |
|
Класс напряжения, кВ |
≤ 1 |
Испытательное напряжение, кВ |
5 |
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
- |
Обмотка ВН |
|
Класс напряжения, кВ |
10 |
Испытательное напряжение, кВ |
34 |
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
12 |
Приведенные нормы испытаний учитывают значения, длительность и характер возможных в процессе эксплуатации перенапряжений и содержат необходимый запас прочности.
Главная изоляция обмоток определяется в основном электрической прочностью при 50 Гц и соответствующими испытательными напряжениями. На рисунке 3 показана конструкция главной изоляции обмоток масляных трансформаторов классов напряжения от 1 до 35 кВ (испытательные напряжения от 5 до 85 кВ).
Рисунок 3 – Главная изоляция обмоток ВН и НН
Изоляция между обмотками ВН и НН осуществляется жесткими бумажно-бакелитовыми или мягкими цилиндрами, намотанными при сборке трансформатора из электроизоляционного картона. Выступ цилиндра за высоту обмотки обеспечивает отсутствие разряда по поверхности цилиндра между обмотками или с обмотки на стержень. Между обмотками ВН соседних стержней устанавливается междуфазная перегородка из электроизоляционного картона.
Минимально допустимые изоляционные расстояния от обмотки до стержня и ярма, между обмотками, а также главные размеры изоляционных деталей с учетом конструктивных требований и производственных допусков, определенные по таблицам 2.7 и 2.8 /3, с. 46/, представлены в таблицах 6 и 7.
Таблица 6 – Минимальные изоляционные расстояния обмотки НН
Мощность трансформатора, кВА |
Uисп для ОНН, кВ |
Расстояние ОНН от ярма - l02, мм |
Расстояние ОНН от стержня, мм |
|||
δ02 |
ац2 |
а02 |
l02 |
|||
250 |
5 |
15 |
картон, 1 мм |
- |
4 |
- |
Таблица 7 – Минимальные изоляционные расстояния обмотки ВН
Мощность трансформатора, кВА |
Uисп для ОВН, кВ |
Расстояние ОНН от ярма - l01, мм |
Расстояние ОВН от ОНН, мм |
Выступ цилиндра - lц1, мм |
Расстояние ОВН от ОВН соседнего стержня - а11, мм |
|
а12 |
δ12 |
|||||
250 |
25 |
30 |
27 |
3 |
15 |
10 |