2.2.2 Розрахунок багатошарової циліндричної обмотки вн

Для ВН обрали багатошарову циліндричну обмотку. Ця обмотка намотується одним або двома однаковими паралельними проводами круглого перерізу або прямо на циліндр, або на вертикальні рейки, розташовані між циліндром та витками обмотки. Між шарами прокладається ізоляція з декількох шарів кабельного паперу, яка приклеюється до бортиків з електрокартону. При великій кількості шарів внутрішні шари будуть перегріватися, тому з метою врівноваження умов охолодження всієї обмотки її зазвичай виконують у вигляді двох концентричних котушок, розділених осьовим масляним каналом а₁₁ на стороні НН та а₂₂ на стороні ВН.

При виборі та розрахунку обмотки ВН слід враховувати необхідність виконання в обмотці відводів для регулювання напруги. Обмотка ВН повинна мати відгалуження, які відповідають /1,05; 1,025; 1,0; 0,975; 0,95/ від номінальної напруги.

Число витків обмотки, що відповідає номінальній напрузі,

, (2.25)

Число витків, що відповідає одному ступеню регулювання:

w_р = , (2.26)

w_р = .

Округлюємо w_р до 23 витків.

Числа витків, що відповідають регулюючим відгалуженням:

,

,

,

,

,

(2.27)

,

,

Густина струму в обмотці ВН, при якій будуть забезпечені задані в ній втрати при допустимому нагріванні:

, (2.28)

(А/мм²).

Необхідний переріз витка обмотки:

, (2.29)

(мм²).

Конструкція та технологія намотування обмотки нічим не відрізняється від відповідної обмотки НН.

За тим же принципом, що і для первинної обмотки вибираємо тип обмотки ВН. В даному випадку підходить варіант багатошарової циліндричної обмотки з круглого проводу.

Багатошарова циліндрична обмотка ВН повинна мати регулювальні відгалуження, розташовані в кінці кожної фази, тобто поблизу нульової точки зірки. При цьому напруги між відгалуженнями сусідніх фаз алі, що дозволяє знизити габаритні розміри перемикача. Ця обмотка завжди з’єднується в зірку, а її нульова точка утворюється на нерухомій металічній рейці перемикача. Нерухомі контакти перемикача з’єднані з регулювальними відгалуженнями обмотки.

Алгоритм розрахунку даної обмотки є наступним.

За потрібним перерізом витка П_2тр підбирається один або два стандартних круглих проводи, з табл. 2.2[1].

В данному випадку потрібно підібрати один стандартний круглий провід з перерізом мм². Вибір перерізу здійснений в сторону збільшення на один стандартний розмір, щоб забезпечити меншу густину струму, що в свою чергу приведе до зменшення електричних втрат.

Отже вибравши потрібний переріз з таблиці маємо:

провід АПБ ; мм²,

де – діаметр проводу з ізоляцією:

, (2.29)

(мм).

Дійсний переріз витка і густина струму:

, (2.30)

(мм²),

, (2.31)

(А /мм²).

Порівняємо отримане значення густини струму з :

, (2.32)

.

Кількість витків в шарі:

, (2.33)

де l₂ = l₁.

,

Кількість шарів обмотки:

, (2.34)

.

Кількість шарів обмотки округлюємо до більшого цілого числа: .

Перевірка на розташування регулювальних витків:

, (2.35)

,

.

Умова (2.35) виконується, отже регулювальні витки розташовані в двох останніх шарах.

Радіальний розмір обмотки з екраном, який складається з двох котушок:

, (2.36)

де – ширина осьового каналу між внутрішньою та зовнішньою котушками, приймаємо (см).

– товщина міжшарової ізоляції, яка вибирається з табл. 2.3 [1] по робочій напрузі двох шарів обмотки:

, (2.37)

(В),

(мм),

(см).

Радіальний розмір зовнішньої котушки:

(2.38)

де – кількість шарів зовнішньої котушки, ;

– кількість шарів внутрішньої котушки, округлена до найближчого цілого числа;

,

,

(см).

Внутрішній та зовнішній діаметри обмотки:

, (2.39)

(см),

, (2.40)

(см).

Повна площа поверхні охолодження обмотки, м²:

, (2.41)

де n = 1,5 , k = 0,83 – для обмотки намотаної прямо на циліндр.

(м²).