Расчет силового трансформатора (стр. 2 из 7)

На основе вышеизложенного, учитывая мощность заданного трансформатора в качестве проводникового материала обмоток выбираем алюминий.

2.4 Выбор конструкции обмоток

Выбор конструкции обмоток при расчете трансформатора должен производиться эксплуатационных и производственных требований, предъявляемых к трансформаторам в целом. При выборе конструкции обмоток учитываются следующие электрические величины: ток нагрузки одного стержня I_с, мощность трансформатора S и номинальное напряжение U_ном, а также поперечное сечение витка обмотки П. Эти данные трансформатора служат основными критериями при выборе типа обмотки.

Выберем конструкцию обмотки высшего напряжения.

На основании мощности трансформатора и материала обмоток среднюю плотность тока принимаем равной:

Ориентировочное сечение витка определим по формуле:

(2.1)

По таблице нормальных пределов применения типов обмоток по току обмотки, номинальному напряжению, мощности трансформатора и сечения витка выбираем тип обмотки ВН [2]: цилиндрическая многослойная из круглого провода.

Выберем конструкцию обмотки низшего напряжения.

Средняя плотность тока также равна

Ориентировочное сечение витка равно:

(2.2)

По таблице нормальных пределов применения типов обмоток по току обмотки, номинальному напряжению, мощности трансформатора и сечения витка выбираем тип обмотки НН [2]: цилиндрическая одно- и двухслойная из прямоугольного провода.

2.5 Выбор конструкции и размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток

Минимально допустимые изоляционные расстояния в главной изоляции обмоток обычно выбираются применительно к определенным конструкциям изоляции, для которых они проверены опытным путем. При этом предполагается, что хранение изоляционных материалов, заготовка, сушка и пропитка маслом изоляционных деталей выполняются в строгом соответствии с установленным технологическим процессом.

Согласно мощности, класса напряжения и конструктивных особенностей заданного трансформатора по ГОСТ 1516.1 – 76 и ГОСТ 2069.0 075 выбираем конструкции и размеры основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток:

Для обмотки низшего напряжения имеем:

- расстояние от обмотки НН до ярма:

= 15,мм

- толщина перегородки между стержнем и обмоткой НН:

- картон 2 0,5,мм

- расстояние между стержнем и обмоткой НН:

= 4, мм

Для обмотки высшего напряжения имеем:

- расстояние от обмотки ВН до ярма:

= 30, мм

- расстояние между обмотками НН и ВН:

= 9, мм

- толщина перегородки между обмотками НН и ВН:

= 3 мм

- выступ цилиндра:

= 15, мм

- расстояние между обмотками ВН соседних фаз:

= 10, мм

Достаточной междукатушечной изоляцией является масляные каналы высотой, принятой для охлаждающих каналов.

2.6 Определение диаметра стержня, высоты обмотки и активного сечения стержня

Для трансформатора стержневого типа со стержнями, имеющими сечение в форме ступенчатой фигуры, вписанной в окружность, основным размером является диаметр этой окружности. Этот диаметр согласно [1] определяется по формуле:

(2.3)

где

– мощность на один стержень, ВА;

- ширина приведенного канала рассеяния, мм;

- коэффициент соотношения основных размеров обмоток;

- коэффициент Роговского (коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному) выбирается из справочного материала, согласно ;

- частота питающего напряжения, согласно задания = 50, Гц;

- максимальная индукция в стержне, Тл;

- коэффициент заполнения сталью окружности;

- реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %.

Мощность на один стержень определяется числом стержней несущих основные обмотки трансформатора:

(2.4)

где

- мощность трансформатора, кВ·А;

- число стержней.

Коэффициент

- отношение длины окружности канала между обмотками - к высоте обмоток - выбираем из справочного материала. Приближенно можно приравнять к средней длине витка двух обмоток . Величина определяет соотношение между диаметром и высотой обмотки. Для данного типа трансформатора предварительно примем =1,2

Ширина приведенного канала рассеяния трансформатора

при определении диаметра стержня еще не известна.

- размер канала между обмотками ВН и НН определяется как изоляционный промежуток по испытательному напряжению обмоток ВН. Размер

предварительно определяют согласно по формуле:

(2.5)

где

- коэффициент канала рассеяния, который для обмоток из алюминиевых проводов из справочного материала [2] примем:

0,81,

тогда

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %, определяется по формуле:

(2.6)

где напряжение короткого замыкания , %, определяется из задания

= 6,5%.

Активная составляющая напряжения короткого замыкания

, %, для трансформаторов большой мощности (выше 10 МВ·А) пренебрежительно мала. Но с уменьшением мощности увеличивается и для данных расчетов равно:

(2.7)

где

- потери короткого замыкания, Вт;

- полная мощность трансформатора, кВ·А.

Индукция в стержне из рулонной электротехнической стали принимается, на данном этапе расчета

= 1,55, Тл [2].