1. Выбор основных размеров трансформатора

При расчете трансформатора предварительно следует выполнить приблизительный расчет его основных размеров, которые при окончательном расчете будут уточняться. Для этого, в соответствии со своим вариантом задания, необходимо рассчитать все его основные электрические величины; определить все размеры главной изоляции обмоток и выбрать (предварительно) материал магнитной системы; определить непосредственно сами основные размеры.

1.1. Расчет основных электрических величин трансформатора

По заданным (см. свой вариант задания) номинальной мощности, числу фаз, номинальным линейным напряжениям соответствующих обмоток, их схеме соединения, а также напряжению короткого замыкания и потерям короткого замыкания определяются мощность на один стержень и фаза; номинальные линейные токи соответствующих обмоток, их фазные токи и напряжения; составляющие напряжения короткого замыкания; выбираются испытательные напряжения обмоток.

Мощность трансформатора на один стержень равна его мощности на одну фазу:

, (1.1)

где – номинальная (полная) мощность трансформатора (см. задание); – число фаз трансформатора (см. задание).

В данном пособии рассматриваются только трехфазные трансформаторы, т. е. .

Номинальные линейные токи обмоток НН и ВН трехфазного трансформатора соответственно:

; , (1.2)

где – см. задание; , – номинальные линейные напряжения обмоток НН и ВН (см. задание).

Фазные токи и напряжения обмоток НН и ВН трехфазного трансформатора соответственно:

– при соединении обмоток в «звезду» (см. задание):

; ; (1.3)

; ; (1.4)

– при соединении обмоток в «треугольник» (см. задание):

; ; (1.5)

; . (1.6)

Здесь , – по формуле (1.2); , – см. задание.

Заданная активная составляющая напряжения короткого замыкания

, (1.7)

где – заданные потери короткого замыкания (см. задание); – см. задание.

Заданная реактивная составляющая напряжения короткого замыкания

, (1.8)

где – заданное напряжение короткого замыкания (см. задание); – по формуле (1.7).

Следует отметить, что в отличие от остальных рассчитанных выше электрических величин заданные активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания и рассчитываются в данном случае только предварительно, исходя из заданных и . В дальнейшем после окончательного выбора соответствующих элементов трансформатора значение , затем , и будут пересчитаны по другим соответствующим формулам. Таким образом, реальные значения и будут всегда отличаться от заданных и Зачастую отклонения реальных величин от заданных превышают указанные в ГОСТ 1202–76, ГОСТ 11920–85. Устранение этого превышения является довольно трудной задачей, решение которой будет рассмотрено в главе 3 настоящего пособия.

Выберите испытательные напряжения для обмоток по табл. 1.1 в соответствии с их классами напряжения.

Таблица 1.1

Испытательные напряжения трансформаторов

Класс напряжения, кВ	До 1	3	6	10	15	20	35
Испытательное напряжение кВ	5,0	18,0	25,0	35,0	45,0	55,0	85,0

Классом напряжения трансформатора считают класс напряжения его обмотки ВН. А классом напряжения обмотки трансформатора (НН или ВН) называют ее длительно допустимое рабочее напряжение, равное номинальному напряжению сети, в которую включается обмотка. Каждому классу напряжения соответствуют испытательные напряжения при 50 Гц, которые и требуется выбрать для обмоток НН и ВН. Следует отметить, что каждому классу напряжения соответствуют также импульсное и наибольшее рабочее напряжение, которые здесь не рассматриваются.

Испытательные напряжения обмоток НН и ВН используются для определения размеров главной изоляции.