- •Задание
- •1.1. Выбор варианта
- •Предварительный расчет основных размеров
- •Выбор марки стали, индукции в стержне и конструкции магнитной системы
- •Расчет основных электрических величин
- •2.3. Расчет основных размеров
- •3. Расчет обмоток трансформатора
- •Общие положения
- •3.2. Расчет обмотки нн
- •3.3. Расчет обмотки вн
- •3.4. Регулирование напряжения
- •3.5. Расчет цилиндрических одно- и двухслойных обмоток из прямоугольного провода
- •Прямоугольного сечения
- •3.6. Расчет винтовых обмоток
- •3.7. Расчет катушечной обмотки
- •3.8. Расчет многослойной цилиндрической обмотки из круглого провода
- •Номинальные сечения круглых обмоточных проводов
- •4. Расчет параметров короткого замыкания
- •4.1. Определение массы обмоток Масса металла обмоток, кг,
- •4.2. Расчет потерь короткого замыкания
- •4.3. Расчет напряжения короткого замыкания
- •5. Расчет потерь и тока холостого хода
- •5.1. Расчет массы стали
- •5.2. Расчет потерь холостого хода
- •5.3. Расчет намагничивающей мощности
- •5.4. Расчет тока холостого хода
- •6. Тепловой расчет трансформатора
- •6.1. Расчет размеров бака
- •Длина бака в этом случае определяется по формуле, мм:
- •6.2. Расчет плотности теплового потока
- •6.3. Тепловой расчет обмоток
- •6.4. Расчет необходимой и реальной поверхности охлаждения
- •Основные технические данные радиаторов
- •6. 5. Расчет превышения температуры обмоток
- •7. Расчет весовых данных трансформатора
- •Полная рабочая масса трансформатора
- •Расчет основных параметров трансформатора распределительных сетей
- •Редактор т. С. Паршикова
- •Типография ОмГупСа
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
3. Расчет обмоток трансформатора
Общие положения
Расчет обмоток ведется раздельно для сторон НН и ВН и начинается с обмотки НН, которая располагается ближе к стержню, поэтому всем ее размерам присваивается индекс "1", а размерам обмотки ВН – индекс "2". Поскольку некоторые типы обмотки могут быть использованы на сторонах ВН и НН трансформатора, в разделах конструктивного расчета настоящих указа-ний индексация не приводится, однако в пояснительной записке она обязательна.
конструкция (тип) обмотки определяется рядом параметров: током, напряжением, сечением витка, числом витков и т. п. Для заданного ряда мощностей и напряжений ориентировочно тип обмотки можно выбрать по данным табл. 3.1.
Обмотки одно- или двухслойные и винтовые используются только на стороне НН, многослойные из круглого провода, как правило, – на стороне ВН, катушечные из прямоугольного провода могут быть использованы на любой стороне трансформатора.
Многослойная обмотка из круглого провода наиболее проста в изготовлении, однако имеет наихудшие условия охлаждения. Обмотка из прямоугольного провода имеет более лучшие условия охлаждения, проста в изготовлении и в связи с этим широко используется в практике трансформаторостроения. Катушечная обмотка является наиболее универсальной, достаточно простой и хорошо охлаждаемой.
. Т а б л и ц а 3.1
Область использования различных типов обмоток
Тип обмотки
|
Предельные параметры |
Схема регулирования |
||
кВ |
, А |
мм |
||
Цилиндрическая одно- или двухслойная из прямоугольного провода
|
до 10 |
до 800 |
до 300 |
|
Винтовая одно- или двуххо-довая из прямоугольного провода |
до 35 |
от 300 |
от 75 |
|
Цилиндрическая многослойная из круглого провода |
до 35 |
до 100 |
до 50 |
|
Непрерывная катушечная из прямоугольного провода |
|
от 10 |
|
|
при расчете обмотки из прямоугольного провода желательно использовать наиболее крупные сечения проводов, однако нельзя забывать, что с увеличением размеров провода возрастают дополнительные потери от вихревых токов в сечении проводника, вызванных полями рассеяния, поэтому обязательна проверка по максимально допустимому размеру проводника, который находится по формуле, мм:
(3.1)
где – плотность теплового потока, = 1200 – 1400 Вт/м2;
– плотность тока в данной обмотке, А/мм2;
– коэффициент закрытия, для катушечных и винтовых обмоток = 1, для одно- или двухслойных обмоток = 0,75;
– коэффициент, для медных обмоток – 10,7; для алюминиевых – 17,2.
Для одно- или двухслойных цилиндрических обмоток максимальный допустимый размер определяется лишь при намотке "на ребро".
Полное сечение витка любой обмотки может быть набрано из нескольких проводников с суммарным сечением, близким к ориентировочному. Условия подбора проводников изложены в разделах конструктивного расчета каждого типа обмотки.
В практике проектирования принята следующая форма записи типоразмера выбранного провода:
для прямоугольного провода марка провода –
, (3.2)
для круглого провода –
, (3.3)
где – число параллельных проводников в витке;
– размер неизолированного провода по таблице сортамента;
– размеры провода с учетом толщины изоляции.
Для проводов с изоляцией из хлопчатобумажной пряжи принимают, мм:
; ; . (3.4)
Медные провода имеют марку ПБ, алюминиевые – АПБ.
Обмотка НН изолируется от стержня бакелитовым цилиндром, толщина которого входит в изоляционный размер а01, и для улучшения условий охлаждения обычно наматывается на рейки из клееного электрокартона. Число реек зависит от мощности трансформатора: от 1000 до 1600 кВА – 12 шт.; от 2500 до 6300 кВА – 16 шт.
Обмотка ВН также наматывается на рейки, расположенные в промежутке а12, число их совпадает с числом реек обмотки НН.
Отдельные слои двухслойных и катушки многослойных обмоток также разделяются рейками.