Расчет обмоток ВН и НН

а) Выбор типа обмоток НН и ВН.

Конструкция обмотки должна обеспечивать достаточную электрическую прочность, механическую прочность, нагревостойкость. Обмотки НН и ВН из медного провода.

Предварительно значение средней плотности тока для медных обмоток:

Коэффициент для силовых трансформаторов из таблицы 3.6 [3]. Сверим с табличным значением средней плотности тока. По таблице для медной проволоки средняя плотность тока находится в пределах 2,0 — 3,5 МА/м², значит предварительное значение найдено верно.

Ориентировочное сечение витка обмотки ВН:

Ориентировочное сечение витка обмотки НН:

Учитывая небольшое сечение витка ВН, обмотка непрерывная катушечная из прямоугольного провода (табл. 5.8 [3]).

Данный тип обмотки обеспечивает высокую электрическую и механическую прочность при больших токах, хорошее охлаждение.

Недостаток — необходимость перекладки половины катушек при намотке.

Для обмотки НН, с учетом большой площади сечения витка, и как следствие применение большого количества параллельных проводов, выберем конструкцию винтовой обмотки.

Данный тип обмотки обеспечивает высокую электрическую и механическую прочность при больших токах, хорошее охлаждение.

Недостаток — более высокая стоимость по сравнению с цилиндрической обмоткой.

б) Расчет обмотки НН.

Число витков в обмотке НН:

Уточним индукцию в стержне:

В обмотках масляного трансформатора из прямоугольного провода, каждый провод с двух сторон омывается маслом. Выбор размеров поперечного сечения провода связан с плотностью теплового потока на охлаждаемой поверхности обмотки q. Значение q в целях недопущения чрезмерного нагрева обмоток в трансформаторах ограничим значением 1200 Вт/м². Значение большего из двух размеров поперечного сечения для медного провода:

.

где где для винтовых и катушечных обмоток (стр. 261, [3]).

Осевой размер витка предварительно:

.

где — размер радиального канала одноходовой обмотки.

Так как, то обмотку примем одноходовую.

Так как ориентировочное сечение провода, возьмем 10 параллельных провода .

Из таблицы 5.2 [3] подберем подходящее сечения провода:

.

Принятое сечение провода .

Полное сечение витка:

.

Плотность тока:

.

Осевой размер (высота) обмотки с каналами через два витка, опрессованный после сушки трансформатора:

Окончательная ширина (радиальный размер) обмотки:

Внутренний диаметр обмотки НН:

Наружный диаметр обмотки НН:

Плотность теплового потока на поверхность обмотки:

.

в) Расчет обмотки ВН.

При выборе типа обмотки ВН следует учитывать необходимость выполнения в обмотке ответвлений для регулирования напряжения. В масляных трансформаторах от 25 до 200 000 кВА предусмотрено выполнение в обмотках ВН четырех ответвлений на +5; +2,5; -2,5; -5% номинального напряжения помимо основного зажима с номинальным напряжением. Переключение выполняется специальными переключателями.

Выбираем схему регулирования с выводом концов всех трех фаз обмотки к одному трехфазному переключателю.

Рисунок 1 Схема регулирования ВН Определим число витков, необходимого для получения номинального напряжения:

Число витков на одной ступени регулирования напряжений при соединении обмотки ВН в звезду:

.

Для пяти ступеней:

Напряжение, В Число витков на ответвлениях.

• 1) 36 750 350+16=366
• 2) 35 875 350+8=358
• 3) 35 000 350
• 4) 34 125 350−8=342
• 5) 33 250 350−16=334

Ориентировочная плотность тока:

Ориентировочное сечение витка:

Из таблицы 5.2 выбираем непрерывную катушечную обмотку из медного прямоугольного провода.

Принятое сечение провода.

.

Число катушек на одном стержне ориентировочно:

.

Число витков в катушке ориентировочно:

.

Радиальный размер:

.

Осевой размер обмотки ВН:

.

Таблица 1.

Общее распределение витков по катушкам.

Данные.	Условные обозначения катушки.	Всего.
В.	Г.	Д.	Е.
Назначение катушки.	Основная.	Основная.	Регулировочная.	С усиленной изоляцией.	;
Катушек на стержень.
Число витков в катушке.	4,15.				;
Всего.
Размеры провода: без изоляции с изоляцией.	- -
Сечение витка, мм2	83,0.	83,0.
Плотность тока, МА/м2
Размер, мм: радиальный осевой.	37 11,1	36 11,1	36 11,1	40 11,6	37 11,1

Внутренний диаметр обмотки ВН:

.

Наружный диаметр обмотки ВН:

.

Плотность теплового потока на поверхность обмотки: