3.1 Вибір типу обмоток

Тип обмотки може бути вибраний за її номінальним значенням напруги, струму та потужності.

З [1] вибираємо для низької сторони двошарову циліндричну обмотку з прямокутного проводу, для високої сторони – багатошарову циліндричну обмотку з круглого проводу. Обрані обмотки відповідають номінальним величинам напруги, струму та потужності трансформатора, що проектується.

3.2 Розрахунок обмотки нн

Обмотка НН розташована ближче до стержня магнітопроводу і розрахунок завжди починається з неї.

П_с = П_фсК_з , (3.1)

де П_фс – площа ступінчатої фігури стержня, що відповідає діаметру d і яка визначається з табл.1.1 [1] (П_фс = 141,5 cм² );

К_з – коефіцієнт заповнення ступінчатої фігури активною сталлю, який визначається з [1] для обраної марки сталі J_опт.(К_з = 0,97).

Активний переріз стержня:

П_с = 141,5 0,97 = 137,255 (см²).

ЕРС одного витка обмотки:

u_в = 4,44fВ_сП_с10^-4,(3.2)

де В_с – робоча індукція в стержні (В_с = 1,56 Тл ).

u_в = 4,44501,56137,25510^-4 = 4,75 (В).

Визначаємо кількість витків обмотки:

w₁ = U_1фн10³ /u_в , (3.3)

w₁ = 0,410³ /4,75 = 48.836.

Округлюємо w₁ до 50 витків.

Густина струму в обмотці НН, при якій будуть забезпечені задані в ній втрати при допустимому нагріві:

_1доп = 1,05_ср , (3.4)

_1доп = 1,051,71=1,796 (А/мм²).

Необхідний переріз витка:

П_1тр = I_1фн /_1доп , (3.5)

П_1тр = 230.94 /1,796 = 128,622 (мм²).

3.2.1 Розрахунок двошарової циліндричної обмотки НН . Ця обмотка складається з двох котушок (шарів), які намотуються одним, двома або декількома паралельними проводами. Обидва шари з’єднуються між собою послідовно. Внутрішня котушка намотується або безпосередньо на бакелітовий циліндр, або на букові рейки, прокладені між циліндром і витками котушки. В першому випадку, на відміну від другого, внутрішня поверхня цієї котушки не контактує з маслом, тобто не охолоджується. Між шарами за допомогою вертикальних рейок утворюється осьовий масляний канал для охолодження.

Всі витки цієї обмотки мають однаковий середній діаметр. Якщо необхідний переріз витка перевищує найбільший з існуючих перерізів

стандартних проводів, то обмотку доводиться намотувати декількома паралельними проводами, причому ці проводи розташовуються один над одним так, що їх середній діаметр, а відповідно, і їх загальна довжина, будуть однаковими. Зазвичай усі проводи у витку беруться однаковими, тоді вони будуть мати однакові опори і струми в них будуть однаковими, що і є необхідним при роботі трансформатора.

Розрахунок обмотки зводиться до вибору розмірів та кількості стандартних проводів і розмірів самої обмотки.

Кількість витків в одному шарі:

w_сл1 = w₁ /2 = 50 /2 = 25. (3.6)

В силових масляних трансформаторах зазвичай застосовується провід з нормальною товщиною ізоляції 2 = 0,5.

Необхідна висота витка для отримання обмотки висотою l:

, (3.7)

(мм).

В загальному випадку виток може складатися з n_в1 паралельних проводів. Розрахунок слід починати з n_в1 = 1 як для самого простого випадку. Якщо при цьому не вдається підібрати один стандартний провід необхідної висоти та перерізу, то переходять до варіанту n_в1 = 2 і т.д.

Необхідна висота одного проводу:

– з ізоляцією

, (3.8)