3 Вибір конструкцій та розрахунок обмоток

1. Розрахунок обмоток НН:

Визначивши число витків на одну фазу (п. 2.11), отримане значення округляється до найближчого цілого числа і може бути парним або непарним.

Після округлення числа витків слід знайти напругу одного витка, В:

а також дійсну індукцію у стрижні, Тл:

число витків W₁= 69;

щільність струму по попередньому розрахунку ∆_ср= 1,802 МА/м²

Згідно [ I, таб. 5,8] по потужності трансформатору S= 600кВ·А; струму обмотки I₁= A та її напруги U_ф= 0,69кВ обираю конструкцію циліндричної обмотки з прямокутного проводу(рис. 3.1).

3.1.1 Розрахунок циліндричної обмотки НН

3.1.1.1 Приймаю орієнтоване число слоїв обмотки

3.1.1.2 Визначаємо орієнтоване число витків в слою:

приймаю 23

3.1.1.3 Орієнтована висота витка з ізоляцією, м:

3.1.1.4 Якщо попередній перетин проводу перевищує 75мм² ( ), то воно набирається з декількох рівнобіжних проводів перетину

5. Орієнтоване число елементарних проводів

приймаю

3.1.1.6 Орієнтовний переріз елементарного проводу, м²:

Рисунок 3.1 Трислойна циліндрична обмотка з прямокутного дроту

_{3.1.1.7 Орієнтована висота елементарного провідника, з якого набирається виток обмотки, з ізоляцією}

_{3.1.1.8 Орієнтована висота елементарного провідника без ізоляції, м:}

_{- двостороння товщина ізоляції}

_{3.1.1.9 По розміру b(мм) та Пе1 (мм}²_{) по [ I, таб. 5.2, 5.3] обираю реальний дріт}

Рисунок 3.2 - Визначення висоти витка

Характеристика витка записується у вигляді

Марка дроту

де a та b – розміри елементарного дроту без ізоляції, мм;

a` та b` – розміри елементарного дроту з ізоляцією, мм.

Елементарні дроти розміщуються по висоті обмотки на ребро (меншою стороною).

Спосіб намотки плашмя зображений на рисунку 3.1.

_{3.1.1.10 Уточнюється висоту витка, м:}

_{3.1.1.11 Уточнюється число витків у шарі:}

приймаю 23

_{3.1.1.12 Кількість шарів:}

приймаю

3.1.1.13 Фактичний переріз витка, м²:

3.1.1.14 Дійсна щільність струму, МА/м²:

Отримане значення знаходиться в межах 2,23,5 МА/м².

3.1.1.15 Осьовий розмір витка, м:

3.1.1.16 Остаточний осьовий розмір обмотки, м:

_{3.1.1.17 Радіальний розмір обмотки, м:}

де a` – радіальний розмір проводу з ізоляцією, мм;

n`_ш – кількість шарів;

a₁₁=0 – радіальний розмір каналу.

3.1.1.18 Внутрішній діаметр обмотки, м:

3.1.1.19 Зовнішній діаметр обмотки з урахуванням осьового каналу становить:

3.1.1.20 Поверхня охолодження гвинтової обмотки НН при відсутності охолоджуючого каналу, м²:

_{де кз – коефіцієнт, що враховує закриття частини поверхні обмотки рейками та іншими ізоляційними матеріалами.}

3.1.1.21 Орієнтовна щільність теплового потоку обмотки НН, Вт/м²:

3.2 Розрахунок обмоток ВН:

Багатошарова циліндрична з прямокутного проводу(рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 Багатошарова циліндрична обмотка з прямокутного проводу

Відповідно з рекомендаціями на стор. 275 і рис. 6.6 [1] зображуємо схему розміщення регулюючих відгалужень в трансформаторі з ПБВ (см. рис. 3.4).

Рисунок 3.4 – Схема виконання відгалужень в обмотці ВН при регулюванні

напруги без порушення (ПБЗ)

3.2.1 Кількість витків обмотки вищої напруги:

3.2.2 Орієнтовна щільність струму в обмотках, МА/м²

3.2.3 Число витків з урахування межі регулювання напруги

3.2.4 загальний сумарний радіальний розмір проводів, м:

м

де k_oc – коефіцієнт, який ураховує ізоляцію проводів в осьовому напрямку обмотки, приймається k_oc=0,93 для алюмінію;

П₂ – орієнтований перетин витка;

l₂= l₁ – висота обмотки ВН дорівнює висоті обмотки НН.

3.2.5 Приймаю орієнтоване число слоїв обмотки

3.2.6 Визначаємо орієнтоване число витків в слою:

приймаю 86

3.2.7 Орієнтована висота витка з ізоляцією, м:

3.2.8Орієнтоване число елементарних проводів

приймаю

3.2.9 Орієнтовний переріз елементарного проводу, м²:

_{3.1.10 Орієнтована висота елементарного провідника, з якого набирається виток обмотки, з ізоляцією}

3.3. По орієнтовному перерізу витка обмотки та сортаменту обмоткового проводу для трансформаторів [1, табл. 5.1] підбирається дріт підхожого перерізу.

Марка дроту

3.3.1 Повний переріз витка, м²:

_,

де – переріз одного дроту, м².

3.3.2 Отримана щільність струму, А/м² (повинна бути в допустимому діапазоні):

3.3.3 Число витків в шарі:

де =0,73 – висота обмотки ВН, м.

3.3.4 Число шарів в обмотці з урахуванням витків для регулювання напруги

округляється до найближчого більшого числа.

3.3.5 Робоча напруга двох шарів, В:

По [1, табл.4.7] обирається кількість шарів кабельного паперу і загальна товщина ізоляції проміж двох шарів обмотки:

3.3.7 Радіальний розмір обмотки без екрана, м:

_{де, - радіальний розмір осьового каналу між двома котушками, мм}

_{nk – число осьових каналів nk=0.}

3.3.8 Внутрішній діаметр обмотки (якщо екран присутній – до його внутрішньої ізоляції), м:

Для збільшення реактивної складової напруги короткого замикання збільшим ізоляційну відстань між обмотками а₁₂ =0.04 по [1, табл. 4.5].

3.3.9 Зовнішній діаметр обмотки без екрану ,м:

_{Ізоляційна відстань між зовнішніми обмотками сусідніх стержнів, м:}

_{де – по таб. 4.5[І]}

3.3.10 Поверхня охолодження обмотки, м²:

де С =3 – число стержнів магнітної системи.

n та K прийняти з [2, табл. 3.1] відповідно з [1, рис.5.22, а]

3.3.11 Орієнтовна щільність теплового потоку, Вт/м²: