3.3 Розрахунок обмоток трансформатора

При розрахунку обмотки НН визначають: число витків з округленням до цілого числа, ЕРС одного витка, середню густину струму, попередній переріз витка з одночасним вибором розмірів стандартного проводу, уточнюють після попереднього розрахунку тип обмотки [1, табл.5.8], розробляють конструкцію та визначають розміри головної ізоляції [1], виконують розподіл обмотки в осьовому та радіальному напрямах, визначають конструкцію та розміри поздовжньої ізоляції, та масу обмотки.

Якщо обмотка виконується з декількох паралельних провідників, то вибирають схему транспозиції з визначенням числа витків у кожній групі. Далі розраховують повну висоту обмотки з урахуванням усідання прокладок після сушіння й пресування, радіальний розмір обмотки, внутрішній та зовнішній діаметри обмоток, густина теплового потоку на поверхнях обмотки.

Розрахунок обмотки ВН (СН) починають з визначення схеми регулювання напруги. Схеми, які найчастіше використовуються для регулювання напруги переключенням розгалужень обмотки без збудження (ПБЗ) наведені на рис. 3.1, а для регулювання під навантаженням (РПН) - на рис. 3.2 [6, 7].

Схему 3.1”а” застосовують при регулюванні багатошарової циліндричної обмотки в трансформаторах потужністю до 160 кВА, а в трансформаторах від 250 кВА та вище - схему 3.1”б”.

За схемою 3.1”в” може виконуватись регулювання напруги у багатошаровій циліндричній котушковій та безперервній котушковій обмотках при номінальній напрузі до 38.5 кВ. Але при з’єднанні обмоток трикутником вона не застосовується. Схема 3.1”г” може застосовуватись для тих же обмоток, що й схема 3.1”в”, але при номінальній напрузі від 3 до 220 кВ.

Для підвищення зручності керування великими електричними мережами та системами велике значення має можливість регулювання напруги трансформаторів без вимкнення трансформатора від мережі при дистанційному ручному або автоматичному керуванні, тобто регулювання під навантаженням.

В курсовому проекті частіше всього для РПН використовується схема регулювання за рис. 3.2 [1].

а, б – багатошарова циліндрична обмотка; в, г – багатошарова циліндрична

котушкова або безперервна котушкова обмотка

Рисунок 3.1 – Схеми виконання розгалужень в обмотці ВН

при регулюванні напруги без збудження ПБЗ

Після вибору схеми регулювання розраховують число витків одного ступеню регулювання при номінальній напрузі. Далі визначають параметри обмотки ВН, аналогічні до параметрів обмотки НН [1]. Складають таблицю даних обмотки ВН.

Виконують ескіз обмоток НН, ВН (СН) для одного стрижня, вказують розташування концентрів обмоток, їх радіальні та осьові розміри, розміри головної та поздовжньої ізоляцій. Уточнюють висоту стрижня з урахуванням отриманих розмірів обмоток в ізоляції.

За числом витків обмоток НН, ВН (СН) розраховують коефіцієнт трансформації на кожному ступені регулювання і порівнюють їх з коефіцієнтами трансформації, визначеними за напругами. Останні розраховують з точністю до 0.1%. Визначають величину відхилення коефіцієнта трансформації (допустиме відхилення згідно держстандартів не більше 0.5%).

1 – основна обмотка; 2 – обмотка точного регулювання

Рисунок 3.2 – Схема розташування основної та регулювальної

частин обмотки ВН трансформатора з РПН

Розрахунок регулювальної обмотки (РО) здійснюють згідно з [1].