1. Исходные данные для проектирования трехфазного двухобмоточного масляного трансформатора

1. Полная мощность трансформатора = 400 кВА.

2. Номинальное линейное напряжение обмотки высокого напряжения Обмотка высокого напряжения выполняется с двумя ступенями регулирования Пределы регулирования – от до .

3. Номинальное линейное напряжение обмотки низкого напряжения

4. Потери холостого хода

5. Потери короткого замыкания

6. Напряжение короткого замыкания .

7. Ток холостого хода .

8. Схема и группа соединения обмоток

9. Режим работы длительный.

10. Материал магнитопровода – рулонная электротехническая сталь марки 3413 толщиной 0,3 мм.

11. Материал обмоток – алюминий.

12. Конструктивная схема трансформатора – трехстержневой с концентрическими обмотками.

13. Частота

2. Расчет основных электрических величин и выбор главной изоляции

1. Мощность одной фазы трансформатора:

2. Мощность на одном стержне:

3. Номинальный линейный ток обмотки НН:

4. Номинальный линейный ток обмотки ВН:

5. Фазный ток обмотки НН:

6. Фазный ток обмотки ВН:

7. Фазное напряжение обмотки НН:

8. Фазное напряжение обмотки ВН:

9. Испытательное напряжение обмотки ВН определяем по табл. 2.1 для заданного :

кВ.

10. Испытательное напряжение обмотки НН определяем по табл. 2.1 для заданного :

11. Выбираем изоляционные расстояния обмоток ВН и НН из табл.2.2. 2.3. и записываем в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Главная изоляция. Минимальные изоляционные расстояния обмоток ВН, мм.

Мощность трансформа-тора S, кВА	для ВН, кВ	ВН от ярма		Между ВН и НН		Выступ цилиндра lц2	Между ВН и НН
		l02	ш	a12	12		a22	22
160 - 630	85(прим.1)	75	2	27	5	50	20	3

Примечание 1: Для цилиндрических обмоток с минимальное изоляционное расстояние .

Электростатический экран с изоляцией – 3 мм.

При расчете диаметра принимать

Таблица 2

Главная изоляция. Минимальные изоляционные расстояния обмоток НН, мм.

Мощность трансформатора S, кВА	Uисп для НН, кВ	НН от ярма l01	НН от стержня
			01	ац1	а01	lц1
400-630*	5*	75	4	6	15	18

^* Для винтовой обмотки с испытательным напряжением размеры выбраны из строки для мощностей .

Рисунок 1. Главная изоляция обмоток (размеры указаны в мм).

3. Определение основных размеров

Основными размерами трансформатора являются следующие (рис. 2):

1. диаметр стержня ,

2. средний диаметр канала между обмотками ,

3. высота обмотки .

Рис. 2. Основные размеры трансформатора

Основные размеры связаны между собой коэффициентом , представляющим собой отношение средней длины окружности канала между обмотками к высоте обмотки:

Величина определяет соотношение между шириной и высотой трансформатора, между весом стали и меди, оказывает влияние на стоимость трансформатора, также на такие его технические характеристики, как потери и тока холостого хода, механическая прочность и нагревостойкость обмоток.

1. Выбор оптимального . Для трансформатора по заданной мощности 400 кВА с алюминиевыми обмотками и напряжением ВН 35 кВ по таблице 3.1, принимаем .

3.2. Ширина приведенного канала рассеяния, м:

где размер канала между обмотками ВН и НН, изоляционный промежуток – принимаем по таблице 1:

Приведенная ширина двух обмоток в предварительном расчете определяется по формуле:

где по заданным мощности и напряжения ВН для алюминиевой обмотки (табл. 3.2).

В результате вычислений получим:

Тогда:

0,023 = 0,053 м.

3. Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному полю (коэффициент Роговского) приближено принимается в предварительном расчете

4. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %:

где активная составляющая напряжения, определяемая по формуле:

где потери короткого замыкания, Вт.

В результате вычислений получим:

3. Для магнитопровода выбираем электротехническую рулонную холоднокатаную сталь марки 3413 толщиной 0,3 мм. Индукция в стержне Тл при мощности трансформатора S = 400 кВА (таблица 3.3).

4. Коэффициент заполнения активным сечением стали площади круга, описанного около сечения стержня, зависит от выбора числа ступеней в сечении стержня, способа прессовки стержня и размеров охлаждающих каналов, толщины листов стали и вида междулистовой изоляции. Общий коэффициент заполнения определится:

Коэффициент заполнения площади круга с диаметром d площадью ступенчатой фигуры определяется из табл. 3.4 и заносим в таблицу 3.

Таблица 3

Число ступеней в сечении стержня, ориентировочный диаметр стержня, коэффициент

Способ прессовки	Мощность, кВА	Ориентировоч-ный диаметр	Число ступеней	Коэффициент
Прессовка стержня расклиниванием с обмоткой	160 – 630	0,16-0,19	6	0,913

Коэффициент заполнения сечения стержня (или ярма) сталью, равной отношению чистой площади стали в сечении – активного сечения (или ) к площади ступенчатой фигуры , определяется по табл. 3.5.

Коэффициент заполнения стержня (или ярма) сталью (сталь 3413 толщиной 0,3 мм):

В результате вычислений получаем:

3.7. Частота Гц, кВА.

3.8. Диаметр стержня, м:

Полученный диаметр, м, необходимо округлить до ближайшего по нормализованной шкале (шкала 1):

9. Определение _н :

9. Средний диаметр канала между обмотками в предварительном расчете приближенно определяется по формуле:

где по табл. 2, мм; – по табл. 1, мм;

Радиальный размер обмотки НН , м:

где а коэффициент для кВА.

В результате вычислений получаем:

3.11. Высота обмотки, м:

где

Тогда:

12. Активное сечение стержня, м²:

где по табл. 4,

Таблица 4

Площади сечения стержня П_фс и ярма П_фя

Диаметр стержня, м	Сечение стержня Пфс, см2	Сечение ярма Пфя, см2
0,19	262,8	267,3

В результате вычислений получаем:

12. Электродвижущая сила одного витка, В:

где

Тогда: