Розрахунок силового трифазного двохобмоткового масляного трансформатора (стр. 2 из 10)

5. Система обмоток

Обмотки трансформаторів розрізняють за призначенням, за способом взаємного розміщення й за формою. Для обмотки використовується мідний обмотковий провід марки АПБ з ізоляцією із кабельного паперу класу нагрівостійкості А (гранично допустима температура +105оС) із загальною товщиною 0,45 – 0,50 мм на дві сторони. У трансформаторі використовуються обмотки концентричного типу круглої форми із зовнішнім розташуванням обмотки ВН. Це спрощує вивід від неї розгалужень, а також зменшує розміри внутрішніх ізоляційних каналів.

За способом розміщення обмоток на осерді вони поділяються на концентричні та такі, що чергуються. Концентричні виконуються кожна у вигляді циліндра й розташовуються на стержні концентрично одна відносно іншої. Висота (вагові розміри) обох обмоток, як правило, робиться рівною. Почергові обмотки застосовуються лише в спеціальних типах трансформаторів, які живлять електропечі. У цьому випадку внаслідок значних струмів на стороні НН зручно з’єднувати їх паралельно, а ізоляційні проміжки при відносно малій напрузі ВН зазвичай невеликі.

За формою виконання обмотки трансформатора поділяються на круглі та прямокутні. Обмотки круглої форми виконуються у вигляді кругових циліндрів, які в поперечному перерізі мають форму кільця. Обмотки прямокутної форми в поперечному перерізі мають форму прямокутної рамки з заокругленими кутами. Перевагою такого типу обмоток є можливість найкращого заповнення простору всередині обмотки активною сталлю осердя. Основними недоліками є: понижена електрична міцність ізоляції проводу у кутках котушки, яка легко пошкоджується при перегині проводу на дугу малого радіуса; ускладнення пресування стержня осердя; мала механічна міцність обмотки такого типу при кз. Прямокутна обмотка при кз під дією виникаючих у ній механічних сил намагається прийняти круглу форму, що призводить до пошкодження ізоляції та руйнуванню обмотки.

Основним елементом всіх обмоток є виток. В залежності від величини струму навантаження виток може бути виконаний одним проводом круглого перерізу або прямокутного, а при достатньо великих струмах – групою паралельних проводів круглого, частіше прямокутного перерізу.

6. Визначення основних електричних величин

Перевірку правильного визначення величин фазних струмів і напруг можна здійснити, визначивши добуток цих величин окремо для обмотки ВН і НН; ці добутки повинні бути рівними між собою

4.1.1.Потужність одної фази

Де с – кількість стержнів (фаз).

4.1.2.Фазні напруги та струми

для Y:

для

де і – 1,2; індекс 1 відноситься до обмотки НН, індекс 2 – обмотки ВН;

- номінальні лінійна напруга і-тої обмотки, яка приведена в завданні.

4.1.3.Активна і реактивна складова напруги КЗ,%

де

- у Вт,

- в кВ*А.

6.1 Вибір випробувальних напруг та ізоляційних проміжків

Кожний силовий трансформатор при оцінці його електричної міцності може бути зображеним у вигляді трьох систем – системи частин, які знаходяться у ввімкненому трансформаторі під напругою; системи заземлюючих частин й системи ізоляції, розділяючої як перші дві системи, так і окремі частини, які знаходяться під напругою. Ізоляція таких частин між собою й відділяюча їх від заземлених частин, в силових трансформаторах виконується у вигляді конструкцій та деталей із твердих діелектриків – електроізоляційного картону, кабельного паперу, лакотканин, дерева, текстоліту, паперово-бакелітових виробів, фарфору та інших матеріалів.

Ізоляція трансформатора повинна витримувати без пошкоджень електричні, теплові, механічні та фізико-хімічні впливи, яким вона піддається під час експлуатації. Силовий трансформатор в експлуатації постійно знаходиться у ввімкненому стані, а його ізоляція – під тривалим впливом робочої напруги, яку вона повинна витримувати без будь-яких пошкоджень необмежено довго

4.2.1 Випробувальні напруги промислової частоти (50 Гц) для масляних силових трансформаторів (ГОСТ 1516,1-76)

Клас напруги, кВ 35

Найбільша робоча напруга, кВ 40,5

Випробувальна напруга

, кВ 85

Для обмотки НН

кВ.

4.2.3 Головна ізоляція. Мінімальні ізоляційні відстані обмоток НН з врахуванням конструктивних вимог.

для НН, кВ 85

НН від ярма

, мм 75

НН від стержня, мм

17,5

4.2.4 Ширина каналів між котушками обмоток за умовами електричної міцності

де

- робоча напруга однієї котушки.

4.2.5 Товщину ізоляції

прямокутного проводу АПБ на дві сторони для випробувальної напруги обмотки 85 кВ обираємо 0,50 мм. Додаткова ізоляція вхідних котушок обмоток ВН для трансформатора класу напруги 35 кВ:

для першої катушки, витків – 1,5;

для другої катушки, витків – 1,5.

Підсилена ізоляція при

=85 кВ робиться на двох перших (лінійний кінець) та двох останніх (нейтраль) котушках обмотки фази. Ізоляція витків дана на дві сторони, ізоляція котушок на одну.

7. Визначення основних розмірів трансформатора

Розрахунок трансформатора починається з визначення основних електричних величин – потужності на одну фазу і стержень, номінальних струмів на стороні ВН і НН, фазних струмів та напруг.

Потужність однієї фази трансформатора, кВА

,Потужність на одному стержні

де с – кількість активних (несучих обмотки) стержнів трансформатора.

Номінальний (лінійний) струм обмотки ВН і НН трьохфазного трансформатора, А,

Фазний струм обмотки одного стержня, А:

обмоток ВН, при з’єднанні у зірку

обмоток НН, при з’єднанні в трикутник

Фазна напруга, В:

обмоток ВН, при з’єднанні у зірку

обмоток НН, при з’єднанні в трикутник

Втрати короткого замикання дають можливість визначити активну складову напруги короткого замикання, %:

де

- у Вт;

- в кВА.

Реактивна складова при заданому

визначається за формулою

4.4.1 До основних розмірів трансформатора відносяться діаметр стержня

, висота обмоток

і середній діаметр витка двох обмоток

, який зв’язує діаметр стержня з радіальними розмірами обмоток

й осьового каналу між ними

4.4.2 Вибір оптимального значення

проводиться з таблиці і береться рівним 2,4.

4.4.3 Індукцію в стержнях трансформатора обираємо рівною В=1,6 Тл.

4.4.4 Ширина приведеного каналу розсіювання визначається по наближеній формулі