ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ И РАСЧЕТ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА

Проектирование обмоток трансформатора осуществляется с учетом производственных и эксплуатационных требований предъявляемых к ним.

Производственные требования сводятся к оптимизации затрат материалов и труда на производство трансформатора. Это обеспечивается выбором рационального типа обмотки, материала обмоточного провода, компактным размещением и распределением витков и катушек чтобы ограничить расход обмоточного провода и обеспечить наилучшее заполнение окна магнитопровода.

К эксплуатационным требованиям относятся механическая прочность при воздействии короткого замыкания и ограниченный нагрев обмоток в номинальном режиме работы.

Механическая прочность обеспечивается рациональным расположением витков и катушек так, чтобы ограничить возникающие электромагнитные усилия.

Для достижения необходимой нагревостойкости следует обеспечить эффективную теплоотдачу от обмотки в охлаждающую среду путем создания развитой охлаждающей поверхности и выбором рациональной плотности тока. Требование эффективной теплоотдачи ограничивает размер обмотки между двумя охлаждающими поверхностями. Критерием эффективности теплоотдачи обмотки являются потери в обмотке, отнесенные к площади охлаждающей поверхности.    

3.1 Выбор типа обмотки высокого напряжения:

3.1.1. Число витков на одну фазу обмотки НН.

где U_Ф,НН – фазное напряжение на стороне низкого напряжения

    u_B – напряжение одного витка.

3.1.2 Уточняем напряжение одного витка.

3.1.3 Определяем действительную индукцию в стержне, Тл.

3.1.4 Ориентировочное сечение витка, мм²

где J- средняя плотность тока, определяется по таблице.

Выбираем винтовую двухходовую обмотку, изображенную на  рис.2

рис.2

3.1.5  Определим высоту одного витка, см.

где h_КАНАЛА – осевой размер масляного охлаждающего канала ( ориентиро- вочно =0.4 см).

Основные размеры витка и радиального размера для винтовой двухходовой обмотки изображены на рис.3.

По сортаменту обмоточного провода выбираем, провод для двухходовой обмотки с каналом через каждый ход и с числом параллельных проводов 16.

рис.3

3.1.6 Уточняем плотность тока

3.1.7 Уточняем высоту обмотки

где к_у – коэффициент учитывающий усадку межкатушечных прокладок после сушки и опрессовки обмотки (может быть принятым =0.95)

3.1.8 Определяем радиальный размер обмотки

3.1.9   Определим внутренний диаметр обмотки

3.1.10 Определим наружный диаметр обмотки

3.2   Расчет обмотки высокого напряжения

3.2.1 Число витков на одну фазу обмотки ВН на осевом ответвлении

3.2.2 Число витков на одной ступени регулирования

3.2.3 Число витков на ответвлениях:

3.2.4 Номинальное напряжение

3.2.5 Ориентировочная плотность тока, А/мм².

3.2.6 Ориентировочное сечение витка, мм².

Выбираем многослойную цилиндрическую обмотку из прямоугольного провода, изображенную на рис.

рис.

3.2.7   Выбираем реальное сечение проводника

Т.е. реальное сечение обмоточного провода обмотки ВН  

3.2.8 Уточняем плотность тока

3.2.9 Определяем число витков в слое

3.2.10 Число слоев в обмотке определяем по наибольшему числу витков

3.2.11 Рабочее напряжение двух слоев, В.

3.2.12 Число слоев кабельной бумаги (толщина 0.12мм) =

3.2.13 Высота межслойной изоляции на торцах обмотки (на одну сторону) = 16мм.

3.2.14 Радиальный размер обмотки без экрана

3.2.15 Радиальный размер обмотки с экраном

3.2.16 Внутренний диаметр обмотки по внутреннему слою проводника

3.2.17 Наружный диаметр обмотки ВН.

Таблица 1.

Наименование	НН	ВН
1. Тип обмотки	Винтовая, двуходовая	Цилиндрическая, многослойная
2. Число витков обмотки
3. Число витков в катушке
4. Количество катушек	1	1
5. Число витков в слое
6. Провод (марка, размер), мм.
7. Сечение провода, мм2
8. Сечение витка, мм2
9. Плотность тока А/мм2
10. Осевой размер обмотки, мм
11. Радиальный размер обмотки, мм
12. Диаметр обмотки, мм наружный внутренний
13. Масса провода, кг
14. Потери в обмотках, Вт