Трехфазный трансформатор

Расчет трехфазного трансформатора мощностью до 10кВА производится по той же методике, что и расчет однофазного трансформатора. Различие заключается в определении токов и напряжений в обмотках.

Зная полную мощность трансформатора определяем сечение стержня сердечника по приближенной формуле:

(1.16)

где S – полная мощность трансформатора, кВА;

B_C – магнитная индукция в сердечнике, Тл.

Соотношение размеров стержня и окна сердечника (рис.2) может выбирается таким же как и для однофазного трансформатора (см. формулы 1.3 – 1.6). Сечение ярма должно быть на 10% больше сечения стержня.

Рисунок 2 – Сердечник трехфазного трансформатора

Количество витков на фазу для первичной и вторичной обмотки определяется по формулам (при частоте f = 50Гц):

(1.17)

Здесь B_m берется в Тесла (Тл), а Q_С – в м², U_1Ф и U_2Ф – фазные напряжения первичной и вторичной обмоток.

Для трансформаторной стали среднего качества принимают B_m = 1,2 -1,4 Тл.

При соединении обмоток в звезду , а при соединении в треугольник U_ф = U_л , где U_л – линейное напряжение.

Сечение проводов для первичной и вторичной обмоток определяют в зависимости от силы фазного тока в обмотках и допустимой плотности тока. Силы токов первичной и вторичной обмоток при номинальной нагрузке определяют, пренебрегая потерями в трансформаторе, по формулам:

при соединении по схеме звезда

(1.18)

при соединении по схеме треугольник

(1.19)

Сечение проводов первичной и вторичной обмоток определяют по формулам:

q₁=I₁/j; q₂=I₂/j

где q₁ и q₂ – сечения проводов первичной и вторичной обмотки, мм²;

j – плотность тока в обмотке, А/мм².

Плотность тока можно принимать равной от 1,8 до 3 А/мм². Большая плотность тока принимается для трансформаторов с хорошей вентиляцией. Провод, в соответствии с рассчитанным сечением, выбирается из таблицы 4. При сечении проводов q > 10мм² следует использовать провод прямоугольного сечения (таблица 5).

Проверку размещения обмоток в окне выбранного сердечника можно выполнить по той же методике, что и для однофазного трансформатора. (Площадь, занимаемая обмоткой, определяется по формулам 1.14 или 1.15). Однако следует учитывать, что в окне сердечника трехфазного трансформатора должны уместится обмотки, размещенные на двух соседних стержнях магнитопровода. То есть вместо условия (1.13) следует проверять выполнение условия

2(F_ОБМ1 + F_ОБМ2) < 0,7сh (1.20)

Таблица 5 - Параметры обмоточных проводов прямоугольного сечения

Марка провода	q,мм2	ап,мм	bп,мм	aпи, мм	bпи,мм
АПСД	8,0	2,0	4,0	2,4	4,4
	10,08	2,24	4,5	2,64	4,9
	13,3	2,8	4,75	3,2	5,15
	14,84	2,8	5,3	3,3	5,8
	17,64	3,15	5,6	3,65	6,1
	18,76	3,35	5,6	3,85	6,1
	22,37	3,55	6,3	4,05	6,8
	22,5	3,75	6,0	4,25	6,5
	25,2	4,0	6,3	4,5	6,8
	33,73	4,75	7,1	4,35	7,7
	40,0	4,0	10,0	4,6	10,6
	44,8	5,6	8,0	6,2	8,6

Таблица 4 – Параметры обмоточных проводов круглого сечения

Диаметр d, мм	Сечение q, мм2	Диаметр провода в изоляции dИ, мм
		ПЭЛ, ПЭВ1, ПЭМ1	ПЭВ2, ПЭМ2, ПЭТВ	ПЭЛШО, ПЭЛЛО	ПСД, ПСДК
0,05	0,00196	0,07	0,08	0,14
0,1	0,00785	0,125	0,13	0,19
0,15	0,01767	0,18	0,19	0,24
0,2	0,0314	0,23	0,24	0,3
0,25	0,0491	0,29	0,3	0,35
0,31	0,0755	0,35	0,36	0,43
0,38	0,1134	0,42	0,44	0,5
0,44	0,1521	0,48	0,5	0,57
0,51	0,2043	0,56	0,58	0,64
0,57	0,255	0,64	0,7	0,72	0,83
0,64	0,322	0,69	0,72	0,77	0,9
0,72	0,407	0,77	0,8	0,87	0,99
0,8	0,503	0,86	0,89	0,95	1,07
0,9	0,636	0,96	0,99	1,05	1,17
1,0	0,785	1,08	1,11	1,16	1,29
1,08	0,916	1,16	1,19	1,24	1,37
1,2	1,31	1,28	1,31	1,36	1,49
1,3	1,327	1,38	1,41	1,46	1,59
1,4	1,539	1,48	1,51	1,56	1,69
1,5	1,767	1,58	1,61	1,68	1,79
1,62	2,06	1,7	1,73		1,91
1,68	2,217	1,76	1,79		1,97
1,74	2,38	1,82	1,85		2,03
1,81	2,57	1,9	1,93		2,1
1,88	2,78	1,97	2,0		2,17
1,95	2,99	2,04	2,07		2,24
2,10	3,46	2,20	2,23		2,40
2,26	4,01	2,36	2,39		2,62
2,44	4,68	2,54	2,67		2,80
2,63	5,43				2,99
2,83	6,29				3,19
3,05	7,81				3,42
3,28	8,45				3,65
3,53	9,79				3,90
3,8	11,34				4,17
4,1	13,20				4,48