Указанные выше соображения позволяют выбрать тип обмоток (первичной и вторичной) по табл. 3.1.
Основные свойства и пределы применимости обмоток разных типов
Таблица 3.1
Тип обмотки
Применение
Основные
достоинства
Диапазон значений критериев выбора
(ориентировочно)
Число параллельных проводов в витке
схема регулирования напряжения рис.4.3
Мощность трансформатора,
S, кВА
Сечение витка,
П, мм2
Ток на стержень, I, А
Линейное напряжение,
U, кВ
Цилиндрическая
одно- и двухслойная из прямоугольного провода
НН (ВН)
Технологичность,
Хорошее охлаждение
Малая механическая прочность
М
До 630
5-250
15-800
1-8
А
7-300
10-650
многослойная
из прямоугольного провода
ВН (НН)
Хорошее заполнение окна магнитопровода
Меньшая поверхность охлаждения (по равнению с обмотками, имеющими радиальные каналы)
630 - 80000
5-400
15-1200
10, 35
а,б
16000 -25000
7-500
10-1200
из круглого провода
Технологичность
Ухудшение теплоотдачии уменьшение механической прочности при большой мощности
0.11-42
0.3-100
До 35
1-2
1 - 50
2-135
1
Винтовая
одно- и многоходовая
НН
Механическая прочность, надежная изоляция, хорошее охлаждение
Высокая стоимость по сравнению с цилиндрической обмоткой
160 и выше
75 и более
300 и более
4-16
-
100 и выше
150 и более
Непрерывная
катушечная
(спиральная)
Электрическая и механическая прочность, хорошее охлаждение
Повышенная сложность технологии (необходимость перекладки катушек)
5 и более
15 и более
3-220
1-5
в,г
7 и более
10 и более
3- 220
3.3. Расчет обмоток
3.3.1. Число витков в фазе обмотки НН
(3.1)
Полученное по (3.1) значение w1 округляется до ближайшего целого числа
При этом корректируется ЭДС одного витка
, В
(3.2)
3.3.2. Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении
(3.3)
3.3.3. Напряжение одной ступени регулирования
, В.
(3.4)
3.3.4. Число витков одной ступени регулирования при соединении обмотки ВН в звезду
(3.5)
Полученное по ( 3.5 ) значение w2р округляется до ближайшего целого числа. w2р = 42
3.3.5. Полное число витков обмотки ВН (при четырех ступенях регулирования)
(3.6)
3.3.6. Число витков основной части обмотки ВН (при четырех ступенях регулирования)
(3.7)
3.3.1 Многослойная цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода
Обмотка этого типа может применяться в качестве обмотки высокого напряжения (в некоторых случаях низкого напряжения) в масляных трансформаторах класса напряжения 10 и 35 кВ мощностью свыше 1000 кВА.
Рис. 3.6.Сечение витка обмотки
Рис. 3.7. Многослойная цилиндрическая обмотка (nсл = 7, n = 2)
3.3.16. По сечению витка (П, мм2) выбирается провод из сортамента обмоточного провода по табл.3.5, 3.6 (в один провод или несколько параллельных проводов). Размеры выбранного провода записываются в следующем виде:
.
Для обмотки ВН
Для обмотки НН
3.3.17. Высота витка
, мм ,
(3.171)
(3.172)
где b/ - размер провода в изоляции в осевом направлении (мм),
nв – число параллельных проводов в витке.
3.3.18 Число витков в слое
,
(3.181)
(3.182)
где l – высота обмотки (мм), предварительно определенная на этапе выбора главных размеров.
Полученное значение wсл округляется до целого числа.
3.3.19. Число слоев обмотки
(3.191)
(3.192)
округляется до большего целого числа.
3.3.20. Уточненный осевой размер обмотки:
, мм
(3.201)
(3.202)
3.3.21. Для расчета радиального размера обмотки необходим выбор междуслойной изоляции, которая определяется напряжением двух слоев
(3.211)
(3.212)
По табл.3.2 выбирается число слоев и общая толщина (dмсл) для междуслойной изоляции.
Таблица 3.2.
Междуслойная изоляция в многослойной цилиндрической обмотке из
прямоугольного провода
(3.221)
(3.222)
где a/ - радиальный размер провода в изоляции (мм).
Этот размер (a) не должен превышать предельного значения (между двумя охлаждающими каналами) по допустимой плотности теплового потока, определяемого по рис.4.13 (для масляного трансформатора q=1200-1500 Вт/м2).
Если размер (a) превышает предельное значение, то обмотка делится на 2 (или более) катушки с осевым каналом между ними . Ширина канала aк = 0,01 l, но не менее 5 мм. Принимаем aк = 5 мм. При этом радиальный размер обмотки увеличивается на ширину канала (или каналов) :
(3.231)
(3.232)
где n – число катушек
3.3.23. Полное сечение витка из nв параллельных проводов
, мм2
(3.241)
(3.242)
где П/ - сечение выбранного провода, мм2.
3.3.24. Уточненная плотность тока
, А/мм2 .
(3.251)
(3.252)
3.3.25. Поверхность охлаждения обмотки
(3.261)
(3.262)
где k – коэффициент, учитывающий закрытие части обмотки рейками и другими изоляционными деталями (k = 0,75).
3.4.Окончательные размеры обмоток
3.41.Внутренний диаметр обмотки низкого напряжения
(3.50)
3.42. Наружный диаметр обмотки низкого напряжения
(3.51)
3.43.Внутренний диаметр обмотки высокого напряжения
(3.52)
3.44. Наружный диаметр обмотки высокого напряжения
(3.53)
где а1 , а2 , а01 , a12 - изоляционные промежутки (табл.4.1)
для медного провода
, кг
(3.54)
где mcт - число стержней магнитопровода;
П - сечение витка обмотки;
w - число витков обмотки.
Dср - средний диаметр обмотки.
Вес обмотки медной обмотки(кг):
Таблица 3.4.
Обмотка НН
Обмотка ВН
Многослойная цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода
Число витков обмотки
Число витков в основной части обмотки ВН
Число витков в регулировочной ступени ВН
42
Количество катушек
2
Число витков в катушке (основной)
Число витков в катушке (регулировочной)*
Число витков в слое**
Провод (марка, размеры), мм
Сечение провода, мм2
9.912
5.94
Сечение витка, мм2
9.546
4,96
Плотность тока, А/мм2
Осевой размер обмотки, мм
Радиальный размер обмотки, мм
Диаметр обмотки ,мм : наружный
внутренний
Вес обмотки, кг
Примечание * для катушечной обмотки
** для цилиндрических обмоток
Таблица 3.5.
Размеры и сечения прямоугольного медного провода (Марка ПББО)
b, мм
Сечения, мм2, при а, мм
1,35
1,56
1,68
1,81
2,1
2,26
2,44
2,63
2,83
3,05
3,28
3,53
3,8
4,4
4,7
5,1
5,5
5,72
5,73
6,65
7,75
8,76
10,2
12,0
13,9
15,1
6,68
8,36
9,02
11,9
16,2
18,9
21,5
20,4
5,9
5,76
8,99
9,7
10,5
21,9
29,2
6,4
9,77
11,4
12,9
17,6
19,0
20,5
23,8
27,3
31,7
6,9
10,6
12,3
14,0
16,3
22,1
25,7
29,5
34,3
7,4
8,0
13,2
14,4
23,9
29,9
39,9
43,1
8,6
39,5
9,3
14,3
16,6
22,2
24,0
25,8
27,9
30,0
34,8
40,0
46,5
10,0
32,3
37,5
50,1
54,1
10,8
19,3
25,9
30,1
34,9
37,6
40,5
46,6
54,2
58,5
11,6
43,6
58,3
12,5
47,0
62,9
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
