Расчет основных параметров трансформатора распределительных сетей (стр. 3 )

Зная число витков и ориентировочное сечение витка, можно выбрать тип обмотки и приступить к ее конструктивному расчету (см. подразд. 3.5 – 3.8).

3.3. Расчет обмотки ВН

К выполнению данного расчета можно приступить только после выполнения конструктивного расчета обмотки НН.

Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении

(3.9)

где – уточненное число витков обмотки НН.

Ориентировочная плотность тока в обмотке ВН, А/мм2,

, (3.10)

где – уточненная в ходе расчета обмотки НН плотность тока, А/мм2.

Ориентировочное сечение витка, мм,

(3.11)

По полученным значениям выбираются тип обмотки, реальные размеры проводников, уточняются сечение витка и плотность тока. Однако прежде чем при­ступить к конструктивному расчету обмотки ВН нужно рассчитать систему регулирования напряжения.

В практике отечественного трансформаторостроения принято регулирование напряжения на стороне ВН. Различают регулирование на отключенном трансформаторе ПБВ (переключение без возбуждения) и РПН (регулирование под нагрузкой). В настоящей работе предлага­ется выполнить расчет системы ПБВ.

При ПБВ обычно выполняется пять ступеней регулирования: от +5 до

–5 % через 2,5 % от номинального напряжения. Приемлемые для заданного ряда мощностей схемы регулирования приведены на рис. 3.1. Существуют и другие схемы [1].

Схемы, изображенные на рис. 3.1, а и б, используются при цилиндри-ческих многослойных обмотках из круглого провода; схемы, приведенные на рис. 3.1, в и г, – при катушечных обмотках. Обратите внимание на то, что схема, приведенная на рис. 3.1, в, не применяется при соединении обмотки ВН в треугольник.

Рис. 3.1. Схемы регулирования

Число витков на одной ступени регулирования

(3.12)

где – фазное напряжение одной ступени регулирования, В, ;

– уточненное по формуле (3.5) значение напряжения на виток, В.

Число витков обмотки ВН на ответвлениях:

1,05 U2н – U2н + 2 DU = ... , w2 + 2w2р = ...;

1,025 U2н – U2н + DU = ... , w2 + w2р = ...;

U2н – U2н = .. , w2 = ...;

0,975 U2н – U2н + DU = ... , w2 + w2р = ...;

0,95 U2н – U2н + 2 DU = ... , w2 + 2w2р = ...

(При расчете за знаками равенства должны стоять конкретные цифры).

В случае применения катушечной обмотки одна ступень регулиро­вания может содержать одну или две катушки с суммарным числом витков . В месте разрыва обмотки (в середине ее высоты, см. рис. 3.1, в и г) оставляется изоляционный промежуток для вывода проводников к переключателю (канал регулирования, в данном случае = 35 кВ, при регулировании по схеме рис. 3.1, в = 25 мм, по схеме рис. 3.1, г = 12 мм).

Приступая к конструктивному расчету цилиндрических обмоток, преж-де всего необходимо найти ориентировочный допустимый осевой размер витка, мм:

(3.13)

где – высота обмотки, предварительно рассчитывается по формуле (2.11), мм;

– число витков в слое, при однослойной обмотке , при двухслойной – (округление в этом случае ведется до четного числа).

По величине и найденному по формуле (3.7) ориентировочному сечению витка подбираются подходящие провода по таблице сорта­мента обмоточных проводов (табл. 3.2) с соблюдением следующих требований:

1) число проводников в витке – не более 4 – 6 при намотке «плашмя» (рис. 3.2, а) или 6 – 8 (по высоте) при намотке «на ребро» (рис. 3.2, б);

2) при намотке «на ребро» отношение большего размера проводника (b) к меньшему (а) не должно превышать 3;

3) радиальный размер проводника (а – при намотке плашмя или b – при намотке на ребро) не должен превышать предельно допустимый размер .

Если выполнить поставленные требования не удается, следует изменить тип обмотки.

Для правильного конструирования обмотки необходимо выполнить эскиз витка обмотки с указанием реальных размеров (см. рис. 3.2, а или 3.2, б).

Запись типоразмера и числа выбранных проводников производится по указанной ранее форме (3.2). Реальное (уточненное) сечение витка обмотки НН, мм2,

, (3.14)

где – число параллельных проводов в витке;

– сечение одного проводника (таблица сортамента проводов), мм2.

Уточненная плотность тока в проводниках обмотки НН, А/мм2,

(3.15)

не должна существенно отличаться от ориентировочной (рассчитанной по формуле (2.15)).

Реальный осевой размер обмотки, м,

, (3.16)

где – реальная высота витка, определяется по эскизу витка обмотки (см. рис. 3.2), мм;

– число витков в слое;

– технологический зазор, 5 – 15 мм.

Размер должен быть как можно ближе к предварительному значению, найденному по формуле (2.12).

Радиальный размер (толщина) однослойной обмотки, мм,

(3.17)

(при намотке на ребро ),

двухслойной обмотки, мм, –

(3.18)

(при намотке на ребро ),

где – ширина охлаждающего канала между слоями, = 4 – 8 мм.

Внутренний диаметр обмотки, мм,

. (3.19)

Наружный диаметр обмотки, мм,

. (3.20)

Поверхность охлаждения однослойной обмотки, м2,

, (3.21)

где = 0,75 – коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности обмотки рейками.

Поверхность охлаждения двухслойной обмотки вдвое больше найден­ной по формуле (3.21).

Т а б л и ц а 3.2

Номинальные размеры, мм, и сечения, мм2, обмоточных проводов

прямоугольного сечения

b	а
1,80	2,00	2,24	2,50	2,80	3,15	3,55	4,00	4,50	5,00	5,60
3,75 4,00 4,25 4,50 4,75 5,00 5,30 5,60 6,00 6,30 6,70 7,10 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,0 10,6	6,39 6,84 7,29 7,74 8,19 8,64 9,18 9,72 10,4 11,0 11,7 12,4 13,1 14,0 14,9 15,8 16,7 17,6 18,7	7,14 7,64 8,14 8,64 9,14 9,64 10,2 10,8 11,6 12,2 13,0 13,8 14,6 15,6 16,6 17,6 18,6 19,6 20,8	8,04 8,60 9,16 9,72 10,3 10,8 11,5 12,2 13,1 13,8 14,7 15,5 16,4 17,6 18,7 19,8 20,9 22,0 23,4	8,83 9,45 10,1 10,7 11,3 12,0 12,7 13,5 14,5 15,2 16,2 17,2 18,2 19,5 20,7 22,0 23,2 24,5 26,0	– 10,7 11,4 12,1 12,8 13,5 14,3 15,1 16,3 17,1 18,2 19,3 20,5 21,9 23,3 24,7 26,1 27,5 29,1	– – – 13,6 14,4 15,2 16,2 17,1 18,4 19,3 20,6 21,8 23,1 24,7 26,2 27,8 29,4 31,0 32,8	– – – – – 17,2 18,3 19,3 20,8 21,8 23,2 24,7 26,1 27,9 29,6 31,4 33,2 35,0 37,1	– – – – – – – 21,5 23,1 24,3 25,9 27,5 29,1 31,1 33,1 35,1 37,1 39,1 41,5	– – – – – – – – – 27,5 29,3 31,1 32,9 35,1 37,4 39,6 41,9 44,1 46,8	– – – – – – – – – – – 34,6 36,6 39,2 41,6 44,1 46,6 49,1 52,1	– – – – – – – – – – – – – 43,9 46,7 49,5 52,1 55,1 58,5