Методическое пособие Самара Самарский государственный

• Название: Методическое пособие Самара Самарский государственный
• Дата: 27.05.2022
• Размер: 2.44 Mb.
• Имя файла: transform.docx
• Тип: Методическое пособие; #552377
• страница: 6 из 23

РАСЧЕТ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА

1. 
   РАСЧЕТ ОБМОТОК НН
   

Расчет обмоток трансформатора, как правило, начинают с обмотки НН, располагаемой у большинства трансформаторов между

стержнем и обмоткой ВН. Предварительные значения ки НН получены в п. 5.

^uв^{, w}1

обмот

Дальнейший расчет для каждого типа обмоток НН производится своим, особым путем.

1. 
   РАСЧЕТ ДВУХСЛОЙНЫХ И ОДНОСЛОЙНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБМОТОК ИЗ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПРОВОДА
   

Простой цилиндрической называется обмотка, сечение витка которой состоит из сечений одного или нескольких параллельных проводов, а витки и все их параллельные провода расположены в один ряд без интервалов на цилиндрической поверхности в ее осевом направлении. Обмотки с одним-тремя слоями для силовых трансформаторов в большинстве случаев выполняются из прямоугольного провода.

Намотка провода может производиться плашмя (рис. 6.1, а) или на ребро (рис. 6.1, б). В первом случае больший размер провода bрасполагается в осевом направлении, во втором — в радиальном. Следует отметить, что а и b при расчете обмоток уже являются размерами провода, а не теми постоянными коэффициентами, которые были приняты в п. 3. Намотка на ребро несколько труднее намотки плашмя, потому что привод пружинит и стремится повернуться вокруг оси.

Р и с. 6.1. Способы намотки:

а – намотка плашмя; б– намотка на ребро;

г– к определению радиальных размеров обмотки
Число слоев обмотки (рис. 6.2) выбирается обычно равным двум. Для трансформаторов мощностью на один стержень до 6-10 кВ∙А обмотка может быть намотана в один слой и в редких случаях для более мощных трансформаторов – в три слоя.



Р и с. 6.2. Цилиндрическая обмотка из провода прямоугольного сечения:

а–общий вид (двухслойная); б –простая однослойная из шести витков;

в– двухслойная из двенадцати витков

Число витков в одном слое:

• 
  для однослойной обмотки
  

• 
  для двухслойной обмотки
  

w_сл1  w₁ ; (6.1)
w_сл1  w₁ / 2 . (6.2)

	Ориентировочный осевой размер витка
	hв1  𝑙1 /(wсл1  1) , (м),	(6.3)
где	𝑙1 – осевой размер обмотки НН.
	Ориентировочное сечение витка П  I/J106, (мм2),	(6.4)
где	Jср– предварительное значение средней плотности тока по

1 1 ср

(п. 5.10) или (п. 5.11).

В тех случаях, когда потери короткого замыкания Р_кне заданы, для выбора плотности тока можно руководствоваться табл. П1.29.

Для полученных значений

П₁^ и

^hв1

по сортаменту обмоточного

провода для трансформаторов [1, табл. 5.2 или 5.3] подбираются подходящие провода.

Значение большего из двух размеров поперечного сечения провода ^bможет быть выбрано по формулам:

• 
  для медного провода
  

b ^{q kз} , (м), (6.5)

1,07  J² 10^8

• 
  для алюминиевого провода
  

b ^{q kз} , (м), (6.6)

1,72  J² 10^8

где

k_p 0.8

• 
  для цилиндрических обмоток;
  

k_p 1 – для винтовых и катушечных обмоток;

q 1000

обмоток.

Вт/м² – для медных и

q 750

Вт/м² – для алюминиевых

При этом необходимо соблюдать следующие правила:

а) число параллельных проводов n_в1 не более 4-6 при намотке плашмя и не более 6-8 при намотке на ребро;

б) все провода имеют одинаковые размеры поперечного сечения; в) радиальные размеры всех параллельных проводов витка рав-

ны между собой;

г) радиальные размеры проводов не выходят за предельные размеры, найденные по формулам и кривым рис. 6.3 по предельно-

му ^q(обычно для масляных трансформаторов

q 1200

Вт/м² и в ред-

ких случаях

q  1400

Вт/м²);

д) при намотке на ребро отношение радиального размера провода к осевому его размеру не менее 1,3 и не более 3;

е) расчетная высота обмотки рис. 2.1).

h_в1(w_сл1  1)

на 5-15 мм меньше ^𝑙 (см.

Подобранные размеры провода в мм записываются так:

Размеры провода без изоляции

Число параллельных проводов ×

или



Размеры провода с изоляцией

n_в1 

а  bа^  b^{ .}

Р и с. 6.3. Графики для ориентировочного определения размера провода bпо заданным значениям qи Jв катушечных, винтовых и цилиндрических обмотках из прямоугольного провода:

а – медный провод; б– алюминиевый провод. Для цилиндрических обмоток

размер b,полученный по графику, умножить на 0,8.

Полное сечение витка из ется по формуле

ⁿв1

параллельных проводов определя-

П₁  n_в1

 П^ 10^6 , (м²), (6.7)

1

1
где

П^ –сечение одного провода, мм².

Полученная плотность тока

J I/ П, (А/м²). (6.8)

1 1 1

Осевой размер витка определяется по рис. 6.1:

Осевой размер обмотки

^hв1

 n_в1

 b^ 10^3 , (м).

𝑙₁  h_в1(w_сл1  1)  (0,005...0,015) , (м). (6.9)

Радиальный размер обмотки (обозначения по рис. 6.1):

• 
  однослойной
  

1
а а^ 10^3 , (м); (6.10)

• 
  двухслойной
  

а (2а^  а

) 10^3 , (м). (6.11)

Радиальный размер канала виям изоляции не менее 4 мм.

1
^а11

при

11

U₁  1

кВ выбирается по усло-

Внутренний диаметр обмотки

D^  d 2а
10^3 , (м). (6.12)

1 01

Наружный диаметр обмотки

Ширина

^а01

D₁^  D₁^  2а₁ , (м). (6.13)

канала между обмоткой НН и стержнем определя

1

1

з

1
ется из условий изоляции обмотки и способа прессовки стержня согласно табл. П1.7. Однослойная обмотка и двухслойная без охлаждающего канала между слоями имеют две охлаждаемые поверхности. Полная охлаждаемая поверхность обмотки НН для всего трансформатора в этом случае

01
П  с k

 π (D^  D^)  𝑙

, (м²). (6.14)

1

1

1

з
Двухслойная обмотка с каналом между слоями шириной не менее, чем указано в табл. П1.28, имеет четыре охлаждаемые поверхности:

01
П  2  с k

 π (D^  D^)  𝑙 , (м²), (6.15)

где с–число активных (несущих обмотки) стержней.

Коэффициент ^k_з

учитывает закрытие части поверхности об-

мотки рейками и другими изоляционными деталями. При предва-

рительном расчете может быть принято

k_з 0,75 _.

Цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода для стороны НН может быть намотана в три-четыре слоя.