4.2 Обмотка низкого напряжения

4.2.1 Предварительный расчет онн

Число витков на одну фазу ОНН определим по формуле

После округления числа витков скорректируем под него значение напряжения одного витка

а также индукцию в стержне

Далее во всех расчетах будем использовать только эти значения напряжения витка и индукции в стержне.

Среднюю плотность тока в обмотке определим по формуле

(8)

где k_d – коэффициент, учитывающий добавочные потери в обмотках, в отводах, в стенках бака и других металлических конструкциях от гистерезиса и вихревых токов, определяемый из таблицы 4.1 /3, с. 52/.

P_к – заданное значение потерь короткого замыкания, Вт;

U_в – напряжение витка, В;

S_н – номинальная мощность трансформатора, кВА;

d₁₂ – средний диаметр канала между обмотками, м.

Подставляя численные значения в выражение (8), определим среднюю плотность тока в обмотке

Найденная величина средней плотности тока в обмотке лежит в пределах, указанных для трансформаторов соответствующей мощности и принятого материала обмоток в таблице 2.4 /3, с. 15/.

В процессе расчета обмоток необходимо контролировать их радиальный размер (толщину), так как он существенно влияет на тепловой режим обмотки, а также на величину добавочных потерь активной энергии в ней.

Предельно допустимое значение радиального размера обмотки для проектируемого трансформатора с естественным масляным охлаждением равно

(9)

где q_доп – предельно допустимая плотность теплового потока на поверхности обмотки, Вт/м², принимаемая по рекомендациям /3, с. 53/;

k_зак – коэффициент закрытия, учитывающий закрытие части охлаждаемой поверхности обмотки конструктивными элементами, принимается по рекомендациям /3, с. 53/.

Подставляя численные значения в выражение (9), определим предельно допустимое значение радиального размера обмотки

4.2.2 Расчет одно- и двухслойных цилиндрических обмоткок из прямоугольного провода

Число витков в одном слое определяется

Ориентировочный осевой размер витка, м,

Ориентировочное сечение витка, мм²,

Запишем подобранные размеры провода без изоляции АПБ 2 х 4,5 х 12,5 для низкой стороны.

Полное сечение витка определяется по формуле

Действительная плотность тока в обмотке будет равна

Осевой (вертикальный) размер витка , мм, определяется в соответствии с рисунком 5:

,

где - размер провода с изоляцией.

h_в2 - высота витка; а, б – размеры провода без изоляции;

а’ , б’ – размеры провода с изоляцией

Рисунок 5 – Определение высоты витка

Осевой размер обмотки, м,

Радиальный размер обмотки определим, как

Внутренний диаметр обмотки будет равен

D'₂ = d_н + 2·а₀₂ = 0,18 + 2·4·10^-3 = 0,188 м.

Наружный диаметр обмотки определим по формуле

D''₂ = D'₂ + 2·а₂ = 0,188 + 2·0,015 = 0,216 м.

Полная охлаждаемая поверхность обмотки будет равна

П_о2 = 2∙с·k_зак·(D'₂ + D''₂) ·L₂·π = 2∙3·0,8·(0,188 + 0,216)·1,326·3,14 = 8,074 м².