Проектирование трехфазного силового двухобмоточного трансформатора с естественным масляным охлаждением для эксплуатации в условиях умеренного климата

справки следует отметить , что при обмотках выполненных из одного материала плотность тока в обмотке НН и ВН практически совпадают.

Если обмотки выполнена из разных материалов, то плотность тока в обмотках трансформаторов серии ТМ могут отличатся друг от друга в пределах  ±20 % .

Следует отметить , что одновременное наличие в баке трансформатора меди и алюминия вызывают процессы коррозии.

2.4.2.4.  Ориентировочное сечение витка.

Пв,вн = Iф,вн / Jвн = 144,34 /2,818*106 = 51,22*10-6   м ².

2.4.2.5.  Расчет непрерывных обмоток ВН из прямоугольного провода.

Сечение витка Пв,вн  в сортаменте обмоточного провода обычно соответствует нескольким близким по значению сечений провода с различным соотношением сторон   b  и  а , что дают возможность широкого варьирования при размещении витков в катушке. При этом должны соблюдатся следующие условия :

- общее количество катушек должно быть четным ;

- регулировочные витки должны быть уложены в отдельные катушки.

2.4.2.6.1.  Выбор проводника обмотки.

По установленному значению Пв,вн.  из стандартного сортамента проводников выбирается ближайшее подходящее по сечению значение размеров проводника:

0,00375 * 0,014

АПБД     х     1    х      ------------------------   х   51,95 * 10 -6

0,00408 * 0,01433

Осевой размер (высота) канала в трансформаторах мощностью до

6300 кВА и рабочим напряжением более 35кВ  в среднем равен  hкан = 0,005 м.

2.4.2.6.2  Полное сечение одного эффективного проводника:

Пв,вн = nпрв * Ппр,вн = 1*51,95*10-6 = 51,95*10 -6  м².

2.4.2.6.3. Плотность тока .

Jвн = Iф,вн / Пв,вн = 144,34 / 51,95*10-6 = 2,778*10 6  А/м².

2.4.2.6.4.Число катушек на одном стержне для случая , когда каналы предусмотрены между всеми катушками (целое число):

Nкат = (Н0 +hкан) /(b' + hкан) = (0,9057 + 0,005)/(0,01433+0,005) = 47.

При постоянном числе витков обмотки ВН подбирается такое целое число катушек которое обеспечило бы цело число витков в катушке.

Устанавливается число катушек на стержне   nкат = 44.

Число витков в катушке  W кат = Wвн / nкат = 396 / 44 = 9

2.4.2.6.5.Уточненная высота обмотки .

Но,вн = b' * nкат + Ку*(hкан*(nкан – 2) + hканр) = 0,01433*44 + 0,93*(0,005*

*(44-2) + 0,009) = 0,83419 м, где коэффициент усадки в среднем можно принять равным Ку = 0,93,а высота обмотки в месте разрыва обмотки может быть принята равной  hканр = 0,009 м.

Примечание: полученное значение Но,вн, при правильно определенных размерах, не должно быть больше Но, тогда обмотка может разместится в выбранном габарите. В противном случае ,  следует  уменьшить  размеры  элемен-          тарного проводника  по  стороне  b',  установив  больший  размер п ширине  а' при том же сечении элементарного проводника и снова повторить расчет.

В данном случае условие размещения обмотки соблюдается .

2.4.2.6.6.Радиальный размер обмотки

- без экрана  а2 = а' * nпр * Wкат =0,00408*1*9 = 0,03672 м;

- с экраном а'2 = а2 + 0,005 = 0,03672 + 0,005 = 0,04172 м.

2.4.2.7.  Наружный диаметр обмотки ВН.

Наружный диаметр обмотки ВН

- без экрана

D''2б = D'2 + 2*а2 = 0.491 + 2*0,03672 = 0,56444 м ;

- с экраном

D''2 = D'2б + 2*а'2 =0,56444 + 2*0,04172 = 0,64788 м.

2.5.  Уточненные значения необходимые для расчета режима

короткого замыкания и холостого хода.

2.5.1.  Ширина канала.

ар = а12 + (а1 + а2)/3 = 0.020 + (0,0349 + 0,03672) / 3 = 0,04387 м.

2.5.2.  Средний диаметр между обмотками высшего и низшего напряжений.

D12  = D''1 + а12 = 0,451 + 0,020 = 0,471 м.

2.5.3.  Соотношения между основными размерами трансформатора .

Высота окна выбирается исходя из условия размещения катушек на стержне. Устанавливается величина наибольшей катушки

Н0 = max(Но,нн,Но,вн) = max(0,838;0,83419) = 0,838 м.

Изоляционные расстояния между обмотками ВН и НН от ярма устанавливаютя в зависимости от мощности трансформатора и величины испытательного напряжения. Эскиз главной изоляции обмоток приведен на рис.

НН           h01 = 50*10-3

ВН           h02 = 75*10-3

Полная высота окна Н с учетом изоляции устанавливается по высоте катушек.

Ннн = Но,нн + 2*h01 = 0,838 + 2*50*10-3 = 0,938   м;

Нвн = Но,вн + 2*h02 = 0,83419 + 2*75*10-3 = 0,98419  м;

Н = max (Ннн ;Нвн) = max (0,938 ; 0,98419) = 0,98419  м.

Коэффициент, устанавливающий соотношение между основными размерами .

ß = π*D12 / Но = 3,1416*0,471/0,838 = 1,766

Полученное значение   ß  сравнивается с ранее принятым   ß .

∆ß = (1-ß/ß)*100 = (1- 1,71 / 1,766)*100 = 3,17 %.

Полученное значение   ∆ß  должно быть не более   ± 10%, что говорит об отсутствии в расчетах грубых ошибок.

В том случае если величина   ∆ß  более  ±10% следует внимательно проверить результаты вычислений , а затем вернуться к определению основных