4. Расчет обмоток

4.1 Электродвижущая сила одного витка

4.2 Число витков обмоток.

Число витков обмотки высокого напряжения при номинальном напряжении:

.

(4)

_{принимаем wВН= 1464.}

Число витков обмотки низкого напряжения при номинальном напряжении:

.

(5)

_{принимаем wВН=34.}

4.3 Коэффициент трансформации

Проверим соответствие условия:

условие выполнено.

4.4 Число витков для регулирования напряжения со стороны обмотки ВН

W_р=n W_ВН=0,05*1464=73,2,

где n=0,05 – предел регулирования, согласно ГОСТ 16110-70 регулирование напряжения силового трансформатора осуществляется путем переключения ответвлений обмоток без возбуждения (ПБВ) после отключения всех обмоток трансформатора от сети и без перерыва нагрузки (РПН), в сухих трансформаторах применяется регулирование напряжения ВН на ± 2 × 2.5 %, при этом регулировочные ответвления выводятся зеку зажимов, и пересоединение с одной ступени на другую осу­ществляется при отключении всех обмоток трансформатора от сети путём перестановки контактной пластины, зажимаемой под гайки кон­тактных шпилек.

Принимаем W_р =74витка.

4.5 Средняя плотность тока в обмотках определяется из условия получения заданных потерь короткого замыкания (для алюминия) по [1], табл. 5.7, для обмотки НН J_НН=1,6 А/мм², J_ВН=1,7 А/мм².

4.6 Далее определяем площади сечения витков обмоток НН и ВН, м2.

Площадь сечения витков обмотки НН

Площадь сечения витков обмотки ВН

4.7. Выбор типа обмотки.

Обмотка НН - цилиндрическая двуслойная из прямоугольного алюминиевого обмоточного провода, обмотка ВН – цилиндрическая многослойная из круглого алюминиевого обмоточного провода. В качестве витковой изоляции используем собственную изоляцию обмоточного провода. Тип провода: АПБ ГОСТ 16512-70, класс нагревостойкости А (105°С), толщина изоляции провода на две стороны 2δ=0,5мм.

4.8 Расчет обмотки НН

Значение большего из двух размеров поперечного сечения провода обмотки НН может быть вычислено по формуле:

, м,

(24)

где g=450Вт/м² – допустимое значение теплового потока на охлаждаемой поверхности, определяемое с учетом размеров осевых каналов по таблице 9.2. .

Реальное сечение проводов подбираем по табл. 3.5

провод АПБх4х .

Высота витка

Сечение витка

Уточненная плотность тока в обмотке НН, А

.

Найдем осевой размер обмотки:

число витков в слое

витков,

принимаем 17.

число слоев в обмотке

слоя.

Высота обмотки НН

Радиальный размер обмотки

где n_K=1 – число осевых каналов,

b_К=15мм – ширина осевого канала по табл. 9.2

Внутренний размер обмотки НН, мм,

D’₁=d_H+2a₀₁=170+2*10=190мм.

Наружный диаметр обмотки НН, мм

D’’₁= D’₁+2 a₁=190+2*26,2=242,4мм.

Поверхность охлаждения обмотки НН, мм²

П_охлНН=3(n_K+1)

где К – коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности обмотки рейками, К=0,75.

П_охлНН=3(1+1)

Масса металла обмотки НН, кг

где - - удельная плотность материала обмоток (алюминий)

2700кг/м³.

4.9 Расчет обмотки ВН

Выбираем цилиндрическую многослойную обмотку из круглого провода, выполненную одним проводом, с выделенной регулировочной обмоткой.

Число витков на основной ступени регулирования

Число витков в регулировочной ступени

W_р.с= W_р/n=74/2=37витков.

Напряжение на зажимах обмотки ВН в режиме холостого хода и напряжение ступени составят

U_ф=1464*6,83=9999,12В

ΔU_ф=37*6,83=253В

Реальное сечение проводов подбираем по табл. 5.1

круглый провод АПБх .

Высота витка

Сечение витка

Уточненная плотность тока в обмотке ВН, А

.

Найдем осевой размер обмотки:

число витков в слое

витков,

принимаем витков.

число слоев в обмотке

слоя.

Высота обмотки НН

Радиальный размер обмотки

Суммарное рабочее напряжение двух слоев обмотки, В,

U=2W_СЛU_В=2*260*6,83=3552В,

Тогда - междуслойная изоляция, выбираем по табл. 4.7

=6*0,12=0,72мм., n_K=0 – число осевых каналов, b_К=10мм – ширина осевого канала по табл. 9.2

Внутренний размер обмотки ВН, мм,

D’₂= D’’₁+2a₁₂=242,4+2*40=322,4мм.

Наружный диаметр обмотки ВН, мм

D’’₂= D’₂+2 a₂=322,4+2*21=364,4мм.

Поверхность охлаждения обмотки ВН, мм²

П_охлВН=3(n_K+1)

где К – коэффициент, учитывающий закрытие части поперхности обмотки рейками, К=0,8.

П_охлВН=3(0+1)

Масса металла обмотки НН, кг

где - - удельная плотность материала обмоток (алюминий)

=2700кг/м³.

4.10 Регулирование напряжения обмотки ВН

Согласно ГОСТ 16110-70 регулирование напряжения силового трансформатора осуществляется путем переключения ответвлений обмоток без возбуждения (ПБВ) после отключения всех обмоток трансформатора от сети и без перерыва нагрузки (РПН).

В сухих трансформаторах применяется регулирование напряжения ВН на ± 2 × 2.5 %, При этом регулировочные ответвления выводятся зеку зажимов, и пересоединение с одной ступени на другую осу­ществляется при отключении всех обмоток трансформатора от сети путём перестановки контактной пластины, зажимаемой под гайки кон­тактных шпилек.

Выбираем схему регулирования по типу представленной на рисунке 2. Регулировочные ответвления выводятся на доску зажимов. Регулирование напряжения без возбуждения (ПБВ) производится после отключения от сети и от нагрузки, путем перестановки соединяющей пластины.

Рисунок 2 – Схема выполнения ответвлений в обмотке ВН при регулировании напряжения без возбуждения