5.4. Расчет тока холостого хода

Активная составляющая тока х. х., % [2, 3],

. (5.13)

Реактивная составляющая тока х. х. (намагничивающий ток), %,

, (5.14)

где – намагничивающая мощность трансформатора, ВА.

Полный ток х. х., %,

. (5.15)

6. Тепловой расчет трансформатора

6.1. Расчет размеров бака

Минимальные внутренние размеры бака масляного трансформатора

(рис. 6. 1) определяются минимальными допустимыми изоляционными расстоя-ниями:

– от отвода обмотки ВН до собственной обмотки;

– от отвода обмотки ВН до боковой стенки бака;

– от отвода обмотки НН до обмотки ВН;

– от отвода обмотки НН до боковой стенки бака;

– от обмотки ВН до торцевой стенки бака.

Рис. 6.1. Размеры бака

При рабочем напряжении обмотки ВН 35 кВ (испытательное напряжение 85 кВ) эти расстояния для неизолированных отводов будут следующими:

= 35 мм; = 90 мм; = 40 мм. Размер (диаметр отвода ВН) при мощности трансформатора менее 10 000 кВА должен быть не менее 20 мм; за размер отвода обмотки НН (размер ) при токе обмотки 600 А и более рекомендуется принять реальный радиальный размер витка, при меньшем

токе – .

Бак имеет овальную форму. Сердечник в баке трансформатора располагается симметрично относительно его продольной оси. Для этого при конструировании бака рассчитываются отдельно расстояния от обмотки ВН до боковых стенок бака со стороны отводов ВН и НН, мм:

, (6.1)

и за расчетное принимается большее . Величина также принимается равной .

Длина бака в этом случае определяется по формуле, мм:

(6.2)

ширина бака, мм, –

; (6.3)

глубина (высота) бака, мм, –

(6.4)

где – высота активной части, мм,

(6.5)

где – высота стержня, мм;

– высота ярма, мм;

– толщина подкладки под нижнее ярмо, = 30 – 50 мм;

– расстояние от верхнего ярма до крышки бака, зависит от принятой конструкции переключателя: при горизонтальном расположении переключа-теля = 400 мм, при вертикальном – 850 мм.

Найденные размеры бака должны быть округлены в большую сторону в соответствии с основной шкалой нормальных размеров.

6.2. Расчет плотности теплового потока

Основной причиной, вызывающей нагревание трансформатора при работе, являются потери, возникающие в обмотках и магнитопроводе. В силовых трансформаторах общетехнического назначения наиболее нагретыми обычно являются обмотки. Квантитативной оценкой количества тепла, выделяемого той или иной обмоткой, может служить плотность теплового потока, т. е. количество тепла, выделяемого с единицы поверхности охлаждения данной обмотки. Для масляных трансформаторов с естественной циркуляцией масла оптимальной считают плотность теплового потока порядка = 1000 – 1200 Вт/м² , предельно допустимой – до 1400 Вт/м².

Плотность теплового потока для одно- и двухслойной обмоток из прямоугольного провода и многослойной из круглого провода определяется по найденной ранее поверхности охлаждения, Вт/м²:

(6.6)

где – основные потери в данной обмотке, Вт;

– коэффициент добавочных потерь;

– поверхность охлаждения, м².

Плотность теплового потока для винтовых и катушечных обмоток определяется по формуле, Вт/м²:

(6.7)

где – коэффициент материала обмоток (см. формулу 3.1);

– уточненная плотность тока в данной обмотке, А/мм²;

– номинальный ток данной обмотки, А;

– число витков в катушке при катушечной обмотке, при одноходовой винтовой обмотке = 1, при двухходовой = 0,5;

– коэффициент добавочных потерь в данной обмотке;

– осевой размер проводника с изоляцией (при намотке “на ребро” – размер ), мм;

– радиальный размер (толщина) обмотки, мм;

– коэффициент закрытия части обмотки рейками, = 0,75.

Для винтовой обмотки со сдвоенными ходами (или катушечной со сдвоенными катушками) найденную по формуле (6.7) плотность теплового потока необходимо увеличить вдвое.

При  1400 Вт/ м² следует изменить конструкцию обмотки, например отказаться от сдвоенных витков (катушек), заменить намотку “на ребро” намоткой “плашмя” и т. п.