Ориентировочный осевой размер витка:

h_в1 = + h_к = – 0.005 = 0.0208 м = 20.8 мм

   Ввиду того, что h_в1>15 мм и по графикам рис. 5.34(а) (Л-1) при максимальном размере медного провода b=15 мм и плотности тока J=3.50 МА/м² плотность теплового потока q=2400, что при естественном масляном охлаждении не допускается, выбираем двух ходовую винтовую обмотку с радиальными каналами в витках и между витками с равномерно распределённой транспозицией.

   По полученным ориентировочным значениям П₁ и h_в1 в таблице 5.2 подбираем значение сечения витка из 12-ти параллельных проводов:

                          ПБ12 ´  

Разделённых на две группы по шесть проводов с каналами по 5 мм между группами витка и между витками (рис.2).

Для частичной компенсации разрыва в обмотке ВН при регулировании напряжения размещаем в середине высоты обмотки НН шесть радиальных каналов по 10 мм.

Полное сечение витка:   П₁ = 12´27.8 = 333.6 мм² = 333.6 ´ 10^-6 м²

Плотность тока:   J₁ = 1208´10⁶/333.6 = 3.62 МА/м²

По графику рис.5.34(а) (Л-1), находим, что для J=3.6 МА/м² и b=9,5 мм,

                                      q=1600 Вт/м²

Высота обмотки:

l₁ = (27+1)´2´9.5´10^-3+[(27´2+1-6)´5+10´6]´0.95´10^-3 = 532´10^-3+289,75´10^-3   

» 0.82 м

Радиальный размер обмотки: а₁ = 6´3.65´10^-3 = 0.022 м.

По таблице 4.4 (Л-1) для U_исп.1=5 кВ, S=2500 кВА и винтовой обмотки находим а₀₁=15 мм, обмотка наматывается на 12 рейках на бумажно-бакелитовом цилиндре размером

                                ´ 0.0,93 м

3,65                                

                              9,5

                                  5              Рис. 2 Сечение витка обмотки НН.

                              9,5

    22

Внутренний диаметр обмотки:

                               D^`₁ = d+2a₀₁ = 0.32+2´0.015 = 0.35 м

Внешний диаметр обмотки по (7.19):

                               D^``₁ = D^`₁+ 2f₁ = 0.35+2´0.022 = 0.394 м

Плотность теплового потока на поверхности обмотки по (7.19)

q = ´10^-10 = ´10^-10 » 780 Вт/м²

   В обмотке предусматривается равномерно распределённая транспозиция параллельных проводов-12 транспозиций по принципиальной схеме рис. 5.29 (Л-1). Первая транспозиция после первого витка, 11 последующих с шагом в два витка, т.е. после третьего витка, пятого витка и т.д. .

Масса метала обмотки по (7.6) (Л-1):

G₀₁ = 28´10³cD_срw₁П₁ = 28´10³´3´0.372´27´333.6´10^-6 = 281.5 кг

Масса провода по таблице 5.5 (Л-1)

G _пр1 = 281.5 ´1,02 = 287,13 кг   

Расчёт обмотки ВН.

Выбираем схему регулирования по рис. 3 (6.14) (Л-1) с выводом концов всех трёх фаз обмотки к одному трёх фазному переключателю. Контакты переключателя рассчитываются на рабочий ток 41,24 А. Наибольшее напряжение между контактами переключателя в одной фазе:

рабочее: %U_2, т.е. 2020 В

испытательное: %U₂, т.е. 4040 В.

для получения на стороне В различных напряжений необходимо соединять

Число витков в обмотке ВН при номинальном напряжении:

w _H =w₁  = 27×  = 790 витков

Число витков на одной ступени регулирования:

w _р =  = 19 витков

Для пяти ступеней

Ориентировочная плотность тока

J₂ » 2×J_ср.– J₁= 2×3.67×10⁶ – 3.62×10⁶ = 3.72 МА/м²

Ориентировочное сечение витка

П`₂ » = 11×10^-6 м² = 11 мм²

По таблице 5,8 (Л-1) выбираем непрерывную катушечную обмотку из медного прямоугольного провода (S=2500 кВА; I₂= 41.24 A; U₂= 35000 B; П`₂ = 11 мм²). По сортаменту медного обмоточного провода (табл. 5,2) выбираем провод марки ПБ.

ПБ–1×  сечением П₂ = 11,2 × 10^-6 м²

Плотность тока в обмотке: J₂ =  = 3.68 МА/м². 

При J₂ = 3.68 МА/м² и b=7.1 мм по графикам рис. 5,34 (а) находим

q = 1000 Вт/м²

Принимаем конструкцию обмотки с радиальными каналами по 4,5 мм между всеми катушками. Две крайние катушки вверху и внизу катушки отделены каналами по 7,5 мм (см. табл. 4,10) (Л-1).

Схема регулирования напряжения (по рис. 6,14) (Л-1), канал в месте разрыва обмотки h_кр = 12 мм (см. табл.4,9) (Л-1).

 Основной размер катушки 7,6 мм.

Число катушек на стержне ориентировочно:

N_кат.2 » = 77,6 » 77 катушек.

Число витков в катушке ориентировочно:

w _кат »  = 10,75

Радиальный размер: а`₂ = 2,10 ´ 11 = 23,1 » 23 мм

Общее распределение витков по катушкам:

62 основные катушки В по 11 витков……………………682 витков

7 основных катушек Г по 10 витков……………………….70 витков

8 регулировочных катушек Д по 9,5 витков………………76 витков

      Всего: 77 катушек…………………………………………...828 витков

Расположение катушек на стержне и размеры радиальных каналов приняты по рис. 3 (а).

Осевой размер обмотки:

l= åh_кат + åh_кан = [7,6´77+0,95´(12,1+4´75)] ´ 10^-3 » 0,880 м

По испытательному напряжению U_исп.= 85 кВ и мощности трансформатора S=2500, канал между обмотками ВН и НН ……………………....а`₁₂ = 27 мм

Толщина цилиндра ……………………………………………….…d `₁₂ = 5 мм

Выступ цилиндра за высоту обмотки …………………………..…l`₁₁ = 55 мм

Расстояние между обмотками ВН двух соседних стержней ……а`₂₂ = 30 мм

Толщина междуфазной перегородки ………………………………d `₂₂ = 3 мм

Расстояние от обмотки ВН до ярма ……………………………...…l`₀ = 75 мм

 

Согласно параграфу 4,3 (Л-1) принимаем размеры бумажно-бакелитового цилиндра, на котором на 12 рейках наматывается обмотка диаметром:

 ´ 0,93

основные размеры обмоток трансформатора показаны на рис. 3 (б).

Плотность теплового потока на поверхности обмотки для катушки Г по (7,19) (Л-1):

q₂ =  ´ 10^-10

 

q₂ = ´10^-10 =  ´ 10^-4 = 719 Вт/м²

 

Масса металла обмотки ВН:

G₀₂ = 28´10³´c´D_ср´w₁´П₁= 28´10³´3´0,473´790´11,2´10^-6 = 351,5 кг

 

Масса провода в обмотке ВН с изоляцией:

G_{пр 2} = 1,03´351,5 кг = 362 кг

 

Масса металла (меди) обмоток НН и ВН:

G_о = G_о1 + Gо₂ = 281,5+351,5 = 633 кг

 

Масса провода двух обмоток:

G_пр = G_пр1 + G_пр2 = 287,13+362 = 649,13 кг

Рис. 3 Обмотка трансформатора.

(а)                              Катушки

                                                                                 

      4Г  31В  4Д       4Д  31В   3Г                                       

                                                                                                                      

                                                                                            

                                                                                    

    2´7,5мм 34´4мм 1´12мм 34´4мм 2´7,5мм                           

                                     Каналы                      

(б)

 

  15        22         27           25                    30    

 

                                                                                                                           75

                                                           55

 

 

        4                  5                                                    3