Расчет силового трансформатора (стр. 3 из 7)
Коэффициент заполнения сталью
- относительно активного сечения стержня к площади круга с диаметром, равным диаметру стержня на данной ступени расчета неизвестен, но предварительно его можно согласно [2] принять 
.Подставим полученные значения в формулу диаметра стержня и получим:
Полученный диаметр
округляем до ближайшего значения по нормализованной шкале [4]: 
.Высоту обмотки трансформатора определяют согласно [4] по формуле:
(2.8)где
- средний диаметр между обмотками может быть приближенно определен так: 
(2.9)где
= 1,4 – 1,45 для алюминиевых обмоток согласно [4]. 
Тогда высота обмотки
будет равна: 
Примем
= 0,46 м.Активное сечение стержня определяется по формуле:
(2.10)где
- сечение ступенчатой фигуры стержня согласно: = 112,3,см2; 
- коэффициент заполнения стержня согласно: = 0,96.Тогда активное сечение стержня будет равно:
3 ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ОБМОТОК И ИХ РАСЧЕТ
3.1 Выбор типа обмоток высшего и низшего напряжений
Учитывая проведенные расчеты и исходные данные трансформатора, выбираем тип обмотки:
НН – цилиндрическая одно- и двухслойная из прямоугольного провода марки АПБ с толщиной изоляции на две стороны с учетом допусков 0,5 мм;
ВН – цилиндрическая многослойная из круглого провода марки АПБ с толщиной изоляции на две стороны 0,4 мм [4].
3.2 Расчет обмоток низшего напряжения
Обмотка низшего напряжения располагается у большинства трансформаторов между стержнем и обмоткой высшего напряжения, то есть первой от стержня, поэтому расчет обмоток начинают именно с нее. При расчете обмоток [1] сначала определяют число витков, приходящихся на одну фазу обмотки НН трансформатора
по формуле: 
(3.1)где
- ЭДС, возникающая в одном витке, В; 
- напряжение обмотки НН, В.Электродвижущую силу одного витка получают из следующего соотношения:
(3.2)где
- индукция в стержне, Тл; 
- активное сечение стержня, м2. 
Тогда число витков обмотки НН равно:
Рассчитанное значение округляем до ближайшего целого – 108.
Уточняем значение ЭДС одного витка:
(3.3) 
Тогда действительная индукция в стержне будет равна:
(3.4) 
Определим площадь сечения провода обмотки НН:
По сортаменту провода [1] выбираем провод АПБ-20,84 мм2 со сторонами
2 и 
10,6 мм, толщиной изоляции 0,5 мм на две стороны.Получаем размеры провода
2,5 и 
11,1 мм. Намотку будем вести в один провод 
Полное сечение витка определяем как:
(3.5)где
- площадь сечения одного провода, мм2, 
- число параллельных проводов обмотки. 
Действительная плотность тока равна:
(3.6) 
Проверим провод по плотности теплового потока на охлаждающей поверхности. В масляных трансформаторах с естественной циркуляцией масла он не должен превышать 1200 … 1400 Вт/м2.
(3.7)где 1,72 – коэффициент для алюминиевого провода,
=0,8 (для цилиндрических катушек). 
Число слоев обмотки 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 [2].
Число витков в одном слое обмотки (для двухслойной обмотки):
(3.8) 
Осевой размер (высота) витка определяется:
(3.9) 
Осевой размер обмотки, см:
(3.10) 
Радиальный размер двухслойной обмотки определяется по формуле:
(3.11)Радиальный размер канала
при U≤1 выбирается по условиям изоляции не менее 0,4 см. 
Внутренний диаметр обмотки:
(3.12) 
Наружный диаметр обмотки:
(3.13) 
Средний диаметр обмотки равен:
(3.14) 
Для расчета активной массы обмотки используем формулу:
(3.15)где
- число активных стержней трансформатора; 
- средний диаметр обмотки, см; 
- число витков обмотки; 
- площадь сечения витка, мм2.Подставив значение плотности материала обмоток
(для алюминия 
= 2700 кг/м3), получим следующую формулу: 
(3.16)