Проектирование трёхфазных силовых трансформаторов (стр. 2 из 15)
Рис. 2. Размеры провода в изоляции
Рис Рис. 3. Поперечное сечение одного витка в изоляции из N проводников
Осевой размер обмотки
м.
Предварительный радиальный размер обмотки без каналов между слоями
м,
где
- толщина изоляции между слоями (выбран электрокартон толщиной 
, можно использовать кабельную бумагу толщиной 0,2 мм в 3 слоя) [1]. Кабельная бумага
.Предварительная плотность теплового потока на поверхности обмотки
Вт/м2,где nсл1 – число слоев обмотки; b – размер провода, которым он уложен перпендикулярно к стержню; a (a´ – в изоляции) - размер провода, которым он уложен параллельно стержню;
kз – коэффициент закрытия поверхности распорными планками, kз
0,75;kд – коэффициент, учитывающий отношение основных потерь к потерям короткого замыкания, по табл. П.16, kд = 0,91.
Расчетное значение
Вт/м2 больше допустимого значения 
Вт/м2, поэтому для увеличения поверхности охлаждения используем канал между частями обмотки шириной ак1= 7,5 мм и определяем q1 для каждой части обмотки. В данном варианте каждая часть обмотки содержит число слоев n=1.Следовательно
Вт/м2, что допустимо.Окончательный радиальный размер обмотки
м.
В случае круглого провода плотность теплового потока рассчитывать по формуле
Диаметры обмотки:
внутренний
м;внешний
м.Масса металла обмотки
кг,где
м — средний диаметр обмотки.Масса провода по табл. П.17 и П.18.
кг.
3.2 Расчет обмотки ВН.
По рекомендациям табл. П.6 выбрана непрерывная катушечная обмотка из прямоугольного медного провода с радиальными каналами.
Выбираем схему регулирования по рис. 4 с выводом концов всех трех фаз обмотки к одному трехфазному переключателю по рис. 4. Контакты переключателя рассчитываются на ток 30 А. Эта схема применяется для всех конструкций обмоток (табл. П.6).
Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении
.Принимаем w1 = 1176 витков.
Напряжение одного витка
UВ = 20207/1176 = 17,18 В.
Согласно ГОСТ 11920 – 85 регулирование напряжения переключением ответвлений обмотки без возбуждения (ПВБ) предусматривается четыре ответвления (+5, +2.5, -2.5 и -5)%Uн и основной зажим с номинальным напряжением.
Напряжение ступени регулирования
В.Число витков на одной ступени регулирования в фазной обмотке
витков.Для получения на стороне ВН различных напряжений необходимо соединить:
| Напряжение, В | Число витков на ответвлениях | Ответвления обмотки | ||
| 36750 | 1176 + 2·29 = 1235 | А2А3 | В2В3 | С2С3 |
| 35875 | 1176 + 29 = 1205 | А3А4 | В3В4 | С3С4 |
| 35000 | 1176 | А4А5 | В4В5 | С4С5 |
| 34125 | 1176 – 29 = 1147 | А5А6 | В5В6 | С5С6 |
| 33250 | 1176 – 2·29 = 1118 | А6А7 | В6В7 | С6С7 |
Рис. 4. Схема регулирования напряжения ВН
Ориентировочное сечение витка
м2 
мм2.По табл. П.6 по мощности 1600 кВ∙А, току на один стержень 26,4 А, номинальному напряжению обмотки 35000 В и сечению витка 7,31 мм2 выбираем конструкцию непрерывной катушечной обмотки из прямоугольного медного провода марки ПБ класса В с радиальными каналами.
Если по рекомендации табл. П.6 выбрана цилиндрическая многослойная обмотка из круглого провода, то расчет обмотки ВН выполнить по формулам для расчета обмотки НН.
По полученному ориентировочному значению
выбираем по табл. П.13 сечение витка из одного прямоугольного провода марки ПБ: 
сечением 7,625·10-6 м2 .В двух верхних и двух нижних катушках обмотки каждой фазы применяем провод с усиленной изоляцией 1,50 мм, с размерами провода в изоляции 2,90
7,10 мм. (1,4+1,5 = 2,9 мм, 5,6 +1,5 = 7,1 мм).Плотность тока в обмотке
МА/м2.
При J2 = 3,46 МА/м2 и b = 5,6 мм по графикам рис. 5, а находим
q
800 Вт/м2. 
Рис. 5. Графики для ориентировочного определения размера провода b по заданным значениям q и J в катушечных, винтовых и цилиндрических обмотках из прямоугольного провода
(для цилиндрической обмотки размер b, полученный по графику, умножить на 0,8).
Принимаем конструкцию обмотки с радиальными каналами по
мм между всеми катушками. Две крайние катушки сверху и снизу отделены каналами по 
мм. Схема регулирования напряжения – по рис. 4, канал в месте разрыва обмотки hкр = 10 мм (рис. 6).Осевой размер катушки 6,1 мм, осевой размер крайних катушек с усиленной изоляцией 7,1 мм, т. е. провод укладывается “плашмя” (на сторону
).Число катушек на стержне предварительно
катушек,
где h'к – ширина межкатушечных каналов (для SН < 1600 кВ∙А, h'к = (4 ÷ 6)мм).
Число витков в катушке ориентировочно
.Радиальный размер
м,
где а´– радиальный размер провода.
Общее распределение витков по катушкам:
Распределение витков по катушкам следует начинать с регулируемых катушек:
В одной ступени регулирования 29 виток, поэтому регулируемая катушка должна содержать wкр = wр/2 = 14,5 витка, а число регулируемых катушек
Для защиты обмотки ВН от внешних электрических импульсов крайние катушки обмотки должны иметь лучшую изоляцию.
Четыре катушки, например, могут содержать по18 витков
49 силовых катушек Г по 20 витков..............................................980
8 регулировочных катушек Д по 14,5 витка .................................116
4 катушки с усиленной изоляцией Е по 20 витков .........................80
Всего 61 катушка ..............................................................1176 витков
Расположение катушек на стержне и размеры радиальных каналов приняты